Python实现数字华容道：支持3/4/5阶及完整源码解析
发布时间：2026-10-14| 4人浏览过
本文详细介绍使用Python和tkinter模块开发数字华容道游戏的全过程。程序支持3阶、4阶及5阶关卡选择，通过随机数模块生成初始状态，利用按钮点击事件实现数字与空白格的交换逻辑。文章包含完整代码、运行结果截图及核心算法解析，涵盖步数统计、胜利判定及界面布局，适合Python初学者参考学习。
Python数字华容道项目概述
本文分享一个使用Python编写的数字华容道游戏项目，支持用户自定义选择关卡难度，供广大开发者参考交流。
为满足特定比赛需求，本项目实现了包含3阶、4阶及5阶三种难度的数字华容道。游戏启动时，用户在命令行窗口中选择关卡等级，程序调用random模块生成随机初始状态，并使用tkinter模块构建图形化用户界面。
完整源代码展示
以下是该程序的完整源代码。
# coding:utf-8 #
"""
#============================================================
作者：@Qss
2021年3月20日起草
2021年3月21日完工
2021年3月23日一次优化完成
2021年3月31日完成二次优化（关卡设计）
二次优化待解决漏洞：设计关卡后窗口不能自动显示，需手动切换
2021年4月1日三次优化完成，成功解决二次优化bug
#============================================================
"""
from random import * #导入随机数模块
from tkinter import * #导入图形化用户界面模块
step_number = 0 #设置步数的变量，初始值为0
difficulty = int(input('请输入数字华容道列数（3/4/5）：'))
def Button_Click_1(x,y): #按钮点击事件函数
"""声明空白按钮行列号和步数的变量为全局变量"""
global row_of_space
global col_of_space
global step_number
"""判断判断点击按钮旁是否为空白按钮，是则交换位置"""
if abs(x-row_of_space) + abs(y-col_of_space) == 1:
step_number += 1 #将步数赋值
label_step_number['text'] = '步数:' + str(step_number) #将步数变量导入label控件
"""交换按钮位置"""
buttons[row_of_space,col_of_space]['text'] = buttons[x,y]['text']
buttons[x,y]['text'] = ' '
row_of_space = x
col_of_space = y
n = 0
for row in range(3):
for col in range(3):
"""对比所有按钮序列是否正确，不正确则跳出函数"""
if buttons[row,col]['text'] != numbers[n]:
return
n += 1
"""所有按钮判断完毕赢得游戏胜利"""
label_welcomes['text'] = '你赢了'
def Button_Click_2(x,y): #按钮点击事件函数
"""声明空白按钮行列号和步数的变量为全局变量"""
global row_of_space
global col_of_space
global step_number
"""判断判断点击按钮旁是否为空白按钮，是则交换位置"""
if abs(x-row_of_space) + abs(y-col_of_space) == 1:
step_number += 1 #将步数赋值
label_step_number['text'] = '步数:' + str(step_number) #将步数变量导入label控件
"""交换按钮位置"""
buttons[row_of_space,col_of_space]['text'] = buttons[x,y]['text']
buttons[x,y]['text'] = ' '
row_of_space = x
col_of_space = y
n = 0
for row in range(4):
for col in range(4):
"""对比所有按钮序列是否正确，不正确则跳出函数"""
if buttons[row,col]['text'] != numbers[n]:
return
n += 1
"""所有按钮判断完毕赢得游戏胜利"""
label_welcomes['text'] = '你赢了'
def Button_Click_3(x,y): #按钮点击事件函数
"""声明空白按钮行列号和步数的变量为全局变量"""
global row_of_space
global col_of_space
global step_number
"""判断判断点击按钮旁是否为空白按钮，是则交换位置"""
if abs(x-row_of_space) + abs(y-col_of_space) == 1:
step_number += 1 #将步数赋值
label_step_number['text'] = '步数:' + str(step_number) #将步数变量导入label控件
"""交换按钮位置"""
buttons[row_of_space,col_of_space]['text'] = buttons[x,y]['text']
buttons[x,y]['text'] = ' '
row_of_space = x
col_of_space = y
n = 0
for row in range(5):
for col in range(5):
"""对比所有按钮序列是否正确，不正确则跳出函数"""
if buttons[row,col]['text'] != numbers[n]:
return
n += 1
"""所有按钮判断完毕赢得游戏胜利"""
label_welcomes['text'] = '你赢了'
"""创建华容道游戏窗口"""
root = Tk() #创建图形化用户界面实例
root.title('数字华容道') #设置窗口标题
root.geometry("400x400") #将窗口大小设为高400宽400
root.configure(bg = 'black') #将窗口背景设为黑色
root.resizable(width = False,height = False) #设置窗口为不可拉伸
"""设置欢迎语的label控件"""
label_welcomes = Label(root,text = '欢迎来到数字华容道',bg = 'black',fg = 'red',font = ("Arial",13)) #设置label控件的属性
label_welcomes.place(x = 20,y = 10,width = 250,height = 40) #设置label控件位置
"""设置显示操作方式的label控件"""
label_operation = Label(root,text = '单击数字',bg = 'black',fg = 'white',font = ("Arial",10))
label_operation.place(x = 3,y = 40,width = 50,height = 30)
label_operation_2 = Label(root,text = '移动方块',bg = 'black',fg = 'white',font = ("Arial",10))
label_operation_2.place(x = 3,y = 60,width = 50,height = 30)
"""设置显示步数的label控件"""
label_step_number = Label(root,text = '步数:' + str(step_number),bg = 'black',fg = 'yellow',font = ("Arial",10))
label_step_number.place(x = 3,y = 20,width = 50,height = 30)
if difficulty == 3:
root.attributes("-topmost", True)
row_of_space = 0 #存放空白按钮的行号
col_of_space = 0 #存放空白按钮的列号
buttons = {} #存放数字按钮的数组
numbers = ['1','2','3','4','5','6','7','8',' '] #所有数字文本的列表
shuffle(numbers) #打乱数字列表中的数字顺序
"""制造数字华容道方阵"""
for row in range(3):
for col in range(3):
"""创建数字按钮，并将行列号传入该按钮的点击事件函数"""
button = Button(root,command = lambda x = row,y = col:Button_Click_1(x,y),bg = 'black',fg = 'green',font = ("Arial",35))
buttons[row,col] = button #将按钮导入数组
button['text'] = numbers.pop() #设置按钮上的文本
button.place(x = 60 + col * 60,y = 60 + row * 60,width = 50,height = 50) #设置数字按钮大小
if button['text'] == ' ': #判断是否为空白按钮，如果是，则记录到空白按钮行列号变量
row_of_space = row
col_of_space = col
numbers = ['1','2','3','4','5','6','7','8',' '] #还原数字列表
root.mainloop() #显示窗口
elif difficulty == 4:
root.attributes("-topmost", True)
row_of_space = 0 #存放空白按钮的行号
col_of_space = 0 #存放空白按钮的列号
buttons = {} #存放数字按钮的数组
numbers = ['1','2','3','4','5','6','7','8','9','10','11','12','13','14','15',' '] #所有数字文本的列表
shuffle(numbers) #打乱数字列表中的数字顺序
"""制造数字华容道方阵"""
for row in range(4):
for col in range(4):
"""创建数字按钮，并将行列号传入该按钮的点击事件函数"""
button = Button(root,command = lambda x = row,y = col:Button_Click_2(x,y),bg = 'black',fg = 'green',font = ("Arial",35))
buttons[row,col] = button #将按钮导入数组
button['text'] = numbers.pop() #设置按钮上的文本
button.place(x = 60 + col * 60,y = 60 + row * 60,width = 50,height = 50) #设置数字按钮大小
if button['text'] == ' ': #判断是否为空白按钮，如果是，则记录到空白按钮行列号变量
row_of_space = row
col_of_space = col
numbers = ['1','2','3','4','5','6','7','8','9','10','11','12','13','14','15',' '] #还原数字列表
root.mainloop() #显示窗口
elif difficulty == 5:
root.attributes("-topmost", True)
row_of_space = 0 #存放空白按钮的行号
col_of_space = 0 #存放空白按钮的列号
buttons = {} #存放数字按钮的数组
numbers = ['1','2','3','4','5','6','7','8','9','10','11','12','13','14','15','16','17','18','19','20','21','22','23','24',' '] #所有数字文本的列表
shuffle(numbers) #打乱数字列表中的数字顺序
for row in range(5):
for col in range(5):
"""创建数字按钮，并将行列号传入该按钮的点击事件函数"""
button = Button(root,command = lambda x = row,y = col:Button_Click_3(x,y),bg = 'black',fg = 'green',font = ("Arial",35))
buttons[row,col] = button #将按钮导入数组
button['text'] = numbers.pop() #设置按钮上的文本
button.place(x = 60 + col * 60,y = 60 + row * 60,width = 50,height = 50) #设置数字按钮大小
if button['text'] == ' ': #判断是否为空白按钮，如果是，则记录到空白按钮行列号变量
row_of_space = row
col_of_space = col
numbers = ['1','2','3','4','5','6','7','8','9','10','11','12','13','14','15','16','17','18','19','20','21','22','23','24',' '] #还原数字列表
root.mainloop() #显示窗口
else:
print('未完成此类关卡')程序运行效果展示
以下是程序运行后的界面截图。
展示三阶数字华容道的游戏界面及胜利状态。
展示四阶数字华容道的游戏界面及胜利状态。
五阶数字华容道的实现逻辑与上述版本一致，此处不再赘述。
核心代码原理与逻辑解析
接下来对程序的核心代码原理进行详细解析。
首先分析以下关键代码片段。
def Button_Click_1(x,y): #按钮点击事件函数
"""声明空白按钮行列号和步数的变量为全局变量"""
global row_of_space
global col_of_space
global step_number
"""判断判断点击按钮旁是否为空白按钮，是则交换位置"""
if abs(x-row_of_space) + abs(y-col_of_space) == 1:
step_number += 1 #将步数赋值
label_step_number['text'] = '步数:' + str(step_number) #将步数变量导入label控件
"""交换按钮位置"""
buttons[row_of_space,col_of_space]['text'] = buttons[x,y]['text']
buttons[x,y]['text'] = ' '
row_of_space = x
col_of_space = y
n = 0
for row in range(3):
for col in range(3):
"""对比所有按钮序列是否正确，不正确则跳出函数"""
if buttons[row,col]['text'] != numbers[n]:
return
n += 1
"""所有按钮判断完毕赢得游戏胜利"""
label_welcomes['text'] = '你赢了'该部分定义了三个按钮的点击事件处理函数，主要区别在于range循环中的数值不同，以适配不同阶数的棋盘。函数内部首先判断被点击按钮是否与空白按钮相邻（即曼哈顿距离为1），若相邻则交换两者位置。随后，通过嵌套循环遍历所有按钮，对比当前序列与目标矩阵是否完全一致：若不一致则跳出循环继续游戏，若完全对应则判定玩家获胜。
"""创建华容道游戏窗口"""
root = Tk() #创建图形化用户界面实例
root.title('数字华容道') #设置窗口标题
root.geometry("400x400") #将窗口大小设为高300宽300
root.configure(bg = 'black') #将窗口背景设为黑色
root.resizable(width = False,height = False) #设置窗口为不可拉伸
"""设置欢迎语的label控件"""
label_welcomes = Label(root,text = '欢迎来到数字华容道',bg = 'black',fg = 'red',font = ("Arial",13)) #设置label控件的属性
label_welcomes.place(x = 20,y = 10,width = 250,height = 40) #设置label控件位置
"""设置显示操作方式的label控件"""
label_operation = Label(root,text = '单击数字',bg = 'black',fg = 'white',font = ("Arial",10))
label_operation.place(x = 3,y = 40,width = 50,height = 30)
label_operation_2 = Label(root,text = '移动方块',bg = 'black',fg = 'white',font = ("Arial",10))
label_operation_2.place(x = 3,y = 60,width = 50,height = 30)
"""设置显示步数的label控件"""
label_step_number = Label(root,text = '步数:' + str(step_number),bg = 'black',fg = 'yellow',font = ("Arial",10))
label_step_number.place(x = 3,y = 20,width = 50,height = 30)该部分负责创建图形化用户界面，每行代码的具体功能已在代码注释中详细说明。
受限于开发时间，目前仅实现了在命令行窗口输入数字来选择关卡等级的版本。其余功能如按钮创建、函数调用及循环逻辑均较为简单，代码中已添加大致注释，具备tkinter基础的用户应能轻松理解。如有疑问，欢迎交流探讨。
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