プログラミング上達講座の
2回目です。

テトリスを題材にして
プログラムを考えてみましょう。

解説動画はこちら



テトリスは
4つのブロックで構成されたテトリミノを
フィールドに並べていくパズルゲームです。

先日のぷよぷよもそうですが
このようなパズルゲームは
プログラミングの題材には打って付け!!

早速考えてみましょう。

1.テトリスゲームの素材を描画してみよう

1.1
盤面(10 x 20マス)のフィールドと
上方以外を囲むブロック下記のような
フィールドをデータ化してみよう。

■□□□□□□□□□□■
■□□□□□□□□□□■
■□□□□□□□□□□■
■□□□□□□□□□□■
■□□□□□□□□□□■
■□□□□□□□□□□■
■□□□□□□□□□□■
■□□□□□□□□□□■
■□□□□□□□□□□■
■□□□□□□□□□□■
■□□□□□□□□□□■
■□□□□□□□□□□■
■□□□□□□□□□□■
■□□□□□□□□□□■
■□□□□□□□□□□■
■□□□□□□□□□□■
■□□□□□□□□□□■
■□□□□□□□□□□■
■□□□□□□□□□□■
■□□□□□□□□□□■
■■■■■■■■■■■■

ヒント：

白黒のマスを1つずつ表示させるのは面倒臭いので
繰り返しを用いてみよう。

全体では12マスかける21行となる。



回答：

単純に上記になるように
データを作成して出力するだけ。

データをひとまとめにしておくと
再利用しやすくなります。

縦横の揃ったデータは
リスト型を用いると表現しやすく
管理しやすくなる

リストの掛け算は要素の繰り返し
足し算は要素の連結となります。

data = [['■'] + ['□']*10 + ['■']]*20 + [['■']*12]

for y in data:
    print(''.join(y))

この場合は文字として
データを出力しますが

パズルゲームの場合
文字列でデータを格納すると
あとあと面倒い事もあるので
数値で考えるケースが多いです。
data = [[1] + [0]*10 + [1]]*20 + [[1]*12]

for y in data:
    for x in y:
        print('■' if x==1 else '□',end='')
    print()

■なら1
□なら0としてデータを格納して
出力時に変換します。

これで結果は一緒になります。

1.2
テトリミノ(7つ)
□■□□　□■□□　□■□□　□□■□　□■□□　□□■□　□□□□
□■□□　□■■□　□■□□　□□■□　□■■□　□■■□　□■■□
□■□□　□■□□　□■■□　□■■□　□□■□　□■□□　□■■□
□■□□　□□□□　□□□□　□□□□　□□□□　□□□□　□□□□

上記のような７種類のテトリミノを
データ化してみよう


回答：

こちらもゲームで用いる際には
数値や文字を値とするリスト型のような
縦横の個数が決まったデータ型を
用いると表現しやすくなります。

7つのテトリミノは独立して考え
回転などを考慮すると
縦横4x4マスのリスト型で定義するのが
再利用しやすい形でしょう。

line  = [[0,1,0,0],[0,1,0,0],[0,1,0,0],[0,1,0,0]]
tblo = [[0,1,0,0],[0,1,1,0],[0,1,0,0],[0,0,0,0]]
lr      = [[0,1,0,0],[0,1,0,0],[0,1,1,0],[0,0,0,0]]
ll       = [[0,0,1,0],[0,0,1,0],[0,1,1,0],[0,0,0,0]]
hr     = [[0,1,0,0],[0,1,1,0],[0,0,1,0],[0,0,0,0]]
hl      = [[0,0,1,0],[0,1,1,0],[0,1,0,0],[0,0,0,0]]
sq     = [[0,0,0,0],[0,1,1,0],[0,1,1,0],[0,0,0,0]]

t_minos = [line,tblo,lr,ll,hr,hl,sq]

for mino in t_minos:
    for y in mino:
        for x in y:
            print('■' if x==1 else '□',end='')
        print()
    print()

□■□□
□■□□
□■□□
□■□□

□■□□
□■■□
□■□□
□□□□

□■□□
□■□□
□■■□
□□□□

□□■□
□□■□
□■■□
□□□□

□■□□
□■■□
□□■□
□□□□

□□■□
□■■□
□■□□
□□□□

□□□□
□■■□
□■■□
□□□□



2.
テトリミノを回転させる
関数rotateを作ってみよう

先ほど作ったデータを使って
90度ずつ回転を行う関数を作成しよう

def rotate(data , 角度):
　　　処理
　　　return data

□■□□
□■■□
□■□□
□□□□

これを90度回転させると

□□□□
□■■■
□□■□
□□□□






回答：

まずテトリミノのデータを用意しましょう。
data = [[0,1,0,0],[0,1,1,0],[0,1,0,0],[0,0,0,0]]
print_block(data)
□■□□
□■■□
□■□□
□□□□


毎回描画コードを書くのは面倒なので関数化します。 
def print_block(block):
    for y in block:
        for x in y:
            print('■' if x==1 else '□',end='')
        print()

１つ目：
[::-1] とzip関数を用いる方法

[::-1] を用いると元のリストの
浅いコピーを逆順で作成します

zip関数は各引数の先頭から1つの要素を
繰り返し抽出しTupleを作成します。

合わせると要素が90度回転したことになります。

data = [[0,1,0,0],[0,1,1,0],[0,1,0,0],[0,0,0,0]]
print_block(data[::-1])
□□□□
□■□□
□■■□
□■□□

print_block(zip(*data[::-1]))
□□□□
□■■■
□□■□
□□□□

関数にまとめると

def rotate(data,num):
    tmp = data.copy()
    if num==0:
        return tmp
    rotated = list(map(list, zip(*tmp[::-1])))
    for i in range(num//90-1):
        rotated = list(map(list, zip(*rotated[::-1])))
    return rotated
​
data = [[0,1,0,0],[0,1,1,0],[0,1,0,0],[0,0,0,0]]
block = rotate(data,270)
print_block(block)
□□□□
□■□□
■■■□
□□□□

2つ目：
numpyライブラリを用いる方法

numpy.rot90(データ , 回転数)

数値の配列を反時計回りに90度回転させる
回転数は0~を指定 , 1で90度回転
回転数を-の値にすると時計回り

import numpy as np

def rotate2(data,num):
    return np.rot90(data.copy(),-num//90)

data = [[0,1,0,0],[0,1,1,0],[0,1,0,0],[0,0,0,0]]
block = rotate2(data,90)
print_block(block)

□□□□
□■■■
□□■□
□□□□

こちらは2行で出来てしまいますね。

データ構造の考え方と
データの操作方法は
パズルゲームがおすすめです。

今後もやっていきますので
色々解いてみて下さい。

それでは。


タグ ：
#Python
#プログラミング
#テトリス