import os
import sys
import numpy
import random
import pygame

"""
Form(): 窗口的设置
Action(): 用户行为: 按键/鼠标
InitGame(): 游戏初始化
CreatNum(): 随机在一个位置生成一个数
GetEmpty(): 获取空白方格
MoveUp(): 向上移动
MoveDown(): 向下移动
MoveLeft(): 向左移动
MoveRight(): 向右移动
JudgeGameOver(): 判断游戏是否结束
JudgeGameSuccess(): 判断游戏是否成功
Paint(): 绘制表格
"""


class Game2048(object):
    # 初始化函数
    def __init__(self, screen_width, screen_height, block_gap, block_size, block_arc):
        """
        :param screen_width: Width of the form
        :param screen_height: Height of the form
        :param block_gap: Gap between two blocks
        :param block_size: Size of a block
        :param size: Dimension of matrix
        :param martix: Zero matrix
        :param is_over: Sign of the end of the game
        :param is_success: Sign of the success of the game
        :param form: The form
        :param score: score
        :param title_font: Title type and size of form
        :param score_font: Scores type and size
        :param tips_font: Tips type and type
        :param font: The numberes
        :param isadd: Add number or not
        """
        """ 窗口 """
        self.screen_width = screen_width  # 窗口的宽 400
        self.screen_height = screen_height  # 窗口的高 500
        self.block_gap = block_gap  # 方块间隙 10
        self.block_size = block_size  # 方块大小 86
        self.block_arc = block_arc  # 方块的弧度
        self.size = 4  # 矩阵 4 * 4
        self.martix = []  # 初始化矩阵 4 * 4 的 0 矩阵
        self.form = ''

        """ 其他 """
        self.is_over = False  # 游戏是否结束
        self.is_success = False  # 游戏是否成功
        self.score = 0  # 分数
        self.isadd = True  # 是否添加数字
        self.block_color = {  # 方块颜色
            0: (205, 193, 180),
            2: (238, 228, 218),
            4: (237, 224, 200),
            8: (242, 177, 121),
            16: (245, 149, 99),
            32: (246, 124, 95),
            64: (246, 94, 59),
            128: (237, 207, 114),
            256: (237, 204, 97),
            512: (237, 200, 80),
            1024: (237, 197, 63),
            2048: (237, 194, 46)
        }
        self.nums_color = {
            # 0: (0, 0, 0),
            0: (205, 193, 180),
            2: (0, 0, 0),
            4: (0, 0, 0),
            8: (255, 255, 255),
            16: (255, 255, 255),
            32: (255, 255, 255),
            64: (255, 255, 255),
            128: (255, 255, 255),
            256: (255, 255, 255),
            512: (255, 255, 255),
            1024: (255, 255, 255),
            2048: (255, 255, 255)
        }

        """ 字体 """
        self.title_font = ''  # 窗口标题字体类型及大小: 2048
        self.score_font = ''  # 分数字体类型及大小
        self.tips_font = ''  # 说明字体类型及大小
        self.font = ''  # 数字字体

    # 窗口的设置
    def Form(self):
        """
        init(): 初始化所有导入的 pygame 模块
        display.set_caption(title): 设置窗口的标题
        display.set_mode(): 初始化一个准备显示的窗口或屏幕
        display.update(): 使绘制的显示到窗口上
        """
        pygame.init()  # 初始化所有导入的 pygame 模块
        pygame.display.set_caption("Game2048")  # 窗口标题
        os.environ['SDL_VIDEO_CENTERED'] = '1'  # 窗口居中显示
        self.form = pygame.display.set_mode([self.screen_width, self.screen_height], 0, 0)  # 窗口大小
        self.InitGame()  # 矩阵的初始化

        while True:
            self.Action()  # 用户行为: 按键/鼠标
            self.Paint()  # 表格绘制
            pygame.display.update()  # 使绘制的显示到窗口上

    # 用户行为: 按键/鼠标
    def Action(self):
        for event in pygame.event.get():  # pygame.event.get(): 获取所有消息并将其从队列中删除
            if event.type == pygame.QUIT:  # pygame.QUIT: 窗口右上角的红 ×
                sys.exit()  # sys.exit()函数是通过抛出异常的方式来终止进程的
            elif event.type == pygame.KEYDOWN:
                """
                pygame.KEYDOWN 按下键盘时
                pygame.KEYUP 释放键盘时
                """
                """ 
                K_ESCAPE: ESC
                K_UP: ↑
                K_DOWN: ↓
                K_LEFT: ←
                K_RIGHT: →
                """

                """ 重新开始游戏 """
                if event.key == pygame.K_ESCAPE:
                    # print('ESC')
                    self.InitGame()  # 游戏初始化

                """ ↑ """
                if event.key == pygame.K_UP and self.is_over == False:
                    # print('UP')
                    self.MoveUp()
                    # self.CreatNum()

                """ ↓ """
                if event.key == pygame.K_DOWN and self.is_over == False:
                    # print('DOWN')
                    self.MoveDown()
                    # self.CreatNum()

                """ ← """
                if event.key == pygame.K_LEFT and self.is_over == False:
                    # print('LEFT')
                    self.MoveLeft()
                    # self.CreatNum()

                """ → """
                if event.key == pygame.K_RIGHT and self.is_over == False:
                    # print('RIGHT')
                    self.MoveRight()
                    # self.CreatNum()

    # 游戏初始化
    def InitGame(self):
        self.score = 0
        self.is_over = False
        self.is_success = False
        self.martix = numpy.zeros([self.size, self.size])

        # 随机生成两个数
        for i in range(2):
            self.isadd = True
            self.CreatNum()

    # 随机在一个位置生成一个数
    def CreatNum(self):

        list = self.GetEmpty()  # 获取空白方格下标
        if list and self.isadd:
            """ 随机生成的数字 """
            # 2, 4出现概率3:1
            # random.randint(m, n): 随机生成[m, n]
            value = 4 if random.randint(0, 3) % 3 == 0 else 2

            """ 获取随机位置下标 """
            x, y = random.sample(list, 1)[0]

            """ 在随机位置上生成随机数字 """
            self.martix[x][y] = value

            self.isadd = False

            # print('CreatNum: {}'.format(value), (x, y))
            # print(self.martix)

    # 获取空白方格
    def GetEmpty(self):
        list = []
        for i in range(4):
            for j in range(4):
                if self.martix[i][j] == 0:
                    list.append([i, j])
        return list

    # 向上移动
    def MoveUp(self):
        # print('up')
        """ Move Up """
        """
        向上移动，只需考虑第二行到第四行
        共分为两种情况:
        1、当前数字上边无空格，即上边值不为 0
            a. 当前数字与上边数字相等，合并
            b. 当前数字与上边数字不相等，continue
        2、当前数字上边有空格，即上边值为 0， 上移
        """
        for j in range(4):
            index = 0
            for i in range(1, 4):
                if self.martix[i][j] > 0:
                    if self.martix[i][j] == self.martix[index][j]:
                        # 当前数字 == 上边数字
                        """ 分数: 当前数字 + 上边数字
                            数值: 上边数字 = 上边数字 + 当前数字, 当前数字 = 0 """
                        self.score += self.martix[i][j] + self.martix[index][j]
                        self.martix[index][j] = self.martix[i][j] + self.martix[index][j]
                        self.martix[i][j] = 0
                        index += 1
                        self.isadd = True
                    # 当前数字与上边数字不相等，continue 可以省略不写
                    elif self.martix[index][j] == 0:
                        # 当前数字上边有0
                        """ 分数: 不变
                            数值: 上边数字 = 当前数字, 当前数字 = 0 """
                        self.martix[index][j] = self.martix[i][j]
                        self.martix[i][j] = 0
                        self.isadd = True
                    else:
                        index += 1
                        if self.martix[index][j] == 0:
                            # index相当于慢指针，j相当于快指针
                            # 也就是说快指针和慢指针中间可能存在一个以上的空格，或者index和j并未相邻
                            # 上边数字 = 0
                            """ 分数: 不变
                                数值: 上边数字 = 当前数字, 当前数字 = 0 """
                            self.martix[index][j] = self.martix[i][j]
                            self.martix[i][j] = 0
                            self.isadd = True
        # print('up')
        # print(self.martix)

    # 向下移动
    def MoveDown(self):
        # print('down')
        """ Move Down """
        """
        向下移动，只需考虑第一列到第三列
        共分为两种情况:
        1、当前数字下边无空格，即下边值不为 0
            a. 当前数字与下边数字相等，合并
            b. 当前数字与下边数字不相等，continue
        2、当前数字下边有空格，即下边值为 0， 下移
        """
        for j in range(4):
            index = 3
            for i in range(2, -1, -1):
                if self.martix[i][j] > 0:
                    if self.martix[i][j] == self.martix[index][j]:
                        # 当前数字 == 下边数字
                        """ 分数: 当前数字 + 下边数字
                            数值: 下边数字 = 下边数字 + 当前数字, 当前数字 = 0 """
                        self.score += self.martix[i][j] + self.martix[index][j]
                        self.martix[index][j] = self.martix[i][j] + self.martix[index][j]
                        self.martix[i][j] = 0
                        index -= 1
                        self.isadd = True
                    # 当前数字与下边数字不相等，continue 可以省略不写
                    elif self.martix[index][j] == 0:
                        # 当前数字下边有0
                        """ 分数: 不变
                            数值: 下边数字 = 当前数字, 当前数字 = 0 """
                        self.martix[index][j] = self.martix[i][j]
                        self.martix[i][j] = 0
                        self.isadd = True
                    else:
                        index -= 1
                        if self.martix[index][j] == 0:
                            # index相当于慢指针，j相当于快指针
                            # 也就是说快指针和慢指针中间可能存在一个以上的空格，或者index和j并未相邻
                            # 下边数字 = 0
                            """ 分数: 不变
                                数值: 下边数字 = 当前数字, 当前数字 = 0 """
                            self.martix[index][j] = self.martix[i][j]
                            self.martix[i][j] = 0
                            self.isadd = True

        # print('down')
        # print(self.martix)

    # 向左移动
    def MoveLeft(self):
        # print('left')
        """
        Move Left
        """
        """
        向左移动，只需考虑第二列到第四列
        共分为两种情况:
        1、当前数字左边无空格，即左边值不为 0
            a. 当前数字与左边数字相等，合并
            b. 当前数字与左边数字不相等，continue
        2、当前数字左边有空格，即左边值为 0， 左移
        """
        for i in range(4):
            index = 0
            for j in range(1, 4):
                if self.martix[i][j] > 0:
                    if self.martix[i][j] == self.martix[i][index]:
                        # 当前数字 == 左边数字
                        """ 分数: 当前数字 + 左边数字
                            数值: 左边数字 = 左边数字 + 当前数字, 当前数字 = 0 """
                        self.score += self.martix[i][j] == self.martix[i][index]
                        self.martix[i][index] = self.martix[i][j] + self.martix[i][index]
                        self.martix[i][j] = 0
                        index += 1
                        self.isadd = True
                    # 当前数字与左边数字不相等，continue 可以省略不写
                    elif self.martix[i][index] == 0:
                        # 当前数字左边有0
                        """ 分数: 不变
                            数值: 左边数字 = 当前数字, 当前数字 = 0 """
                        self.martix[i][index] = self.martix[i][j]
                        self.martix[i][j] = 0
                        self.isadd = True
                    else:
                        index += 1
                        if self.martix[i][index] == 0:
                            # index相当于慢指针，j相当于快指针
                            # 也就是说快指针和慢指针中间可能存在一个以上的空格，或者index和j并未相邻
                            # 左边数字 = 0
                            """ 分数: 不变
                                数值: 左边数字 = 当前数字, 当前数字 = 0 """
                            self.martix[i][index] = self.martix[i][j]
                            self.martix[i][j] = 0
                            self.isadd = True
        # print('left')
        # print(self.martix)

    # 向右移动
    def MoveRight(self):
        # print('right')
        """
        Move Right
        """
        """
        向右移动，只需考虑第一列到第三列
        共分为两种情况:
        1、当前数字右边无空格，即右边值不为 0
            a. 当前数字与右边数字相等，合并
            b. 当前数字与右边数字不相等，continue
        2、当前数字右边有空格，即右边值为 0， 右移
        """
        for i in range(4):
            index = 3
            for j in range(2, -1, -1):
                if self.martix[i][j] > 0:
                    if self.martix[i][j] == self.martix[i][index]:
                        # 当前数字 == 右边数字
                        """ 分数: 当前数字 + 右边数字
                            数值: 右边数字 = 右边数字 + 当前数字, 当前数字 = 0 """
                        self.score += self.martix[i][j] + self.martix[i][index]
                        self.martix[i][index] = self.martix[i][j] + self.martix[i][index]
                        self.martix[i][j] = 0
                        index -= 1
                        self.isadd = True
                    # 当前数字与左边数字不相等，continue 可以省略不写
                    elif self.martix[i][index] == 0:
                        # 当前数字右边有0
                        """ 分数: 不变
                            数值: 右边数字 = 当前数字, 当前数字 = 0 """
                        self.martix[i][index] = self.martix[i][j]
                        self.martix[i][j] = 0
                        self.isadd = True
                    else:
                        index -= 1
                        if self.martix[i][index] == 0:
                            # index相当于慢指针，j相当于快指针
                            # 也就是说快指针和慢指针中间可能存在一个以上的空格，或者index和j并未相邻
                            # 右边数字 = 0
                            """ 分数: 不变
                                数值: 右边数字 = 当前数字, 当前数字 = 0 """
                            self.martix[i][index] = self.martix[i][j]
                            self.martix[i][j] = 0
                            self.isadd = True
        # print('right')
        # print(self.martix)

    # 判断游戏是否结束
    def JudgeGameOver(self):
        # 当空白空格不为空时，即游戏未结束
        zerolist = self.GetEmpty()
        if zerolist:
            return False

        # 当空白方格为空时，判断是否存在可合并的方格
        for i in range(3):
            for j in range(3):
                if self.martix[i][j] == self.martix[i][j + 1]:
                    return False
                if self.martix[i][j] == self.martix[i + 1][j]:
                    return False

        # 若不满足以上两种情况，则游戏结束
        return True

    # 判断游戏是否成功
    def JudgeGameSuccess(self):
        # 检查是否有2048
        if self.martix.max() == 2048:
            return True
        return False

    # 绘制表格
    def Paint(self):
        """ 游戏背景 """
        # fill(color): 填充某一种颜色
        self.form.fill((220, 220, 220))

        """ 字体设置 """
        # 初始化字体
        pygame.font.init()
        # 添加标题
        # f = pygame.font.get_fonts()  #: 获取字体样式
        # pygame.font.Font.render(): 在一个新 Surface 对象上绘制文本
        self.title_font = pygame.font.SysFont('幼圆', 50, True)
        title_text = self.title_font.render('2048', True, (0, 0, 0))
        self.form.blit(title_text, (50, 10))

        # 添加分数: 得分: 0
        pygame.draw.rect(self.form, (128, 128, 128), (250, 0, 120, 60))
        self.score_font = pygame.font.SysFont('幼圆', 28, True)
        score_text = self.score_font.render('得 分', True, (0, 0, 0))
        self.form.blit(score_text, (275, 0))

        digtial_score = self.score_font.render(str(int(self.score)), True, (255, 250, 250))
        self.form.blit(digtial_score, (280, 30))

        # 添加游戏说明
        self.tips_font = pygame.font.SysFont('simsunnsimsun', 20)
        tips_text = self.tips_font.render('操作: ↑ ↓ ← →, 按esc键重新开始', True, (0, 0, 0))
        self.form.blit(tips_text, (25, 70))

        """ 绘制方格 """
        for i in range(4):
            for j in range(4):
                # (x, y) 方块的初始位置
                x = j * self.block_size + (j + 1) * self.block_gap
                y = i * self.block_size + (i + 1) * self.block_gap
                # 绘制方块
                value = int(self.martix[i][j])
                # print(value)
                pygame.draw.rect(self.form, self.block_color[value], (x + 5, y + 100, self.block_size, self.block_size),
                                 border_radius=self.block_arc)

                # 数字字体即大小
                if value < 10:
                    self.font = pygame.font.SysFont('simsunnsimsun', 46, True)  # 数字2、4、8
                    value_text = self.font.render(str(value), True, self.nums_color[value])
                    self.form.blit(value_text, (x + 35, y + 120))
                elif value < 100:
                    self.font = pygame.font.SysFont('simsunnsimsun', 40, True)  # 数字16, 32, 64
                    value_text = self.font.render(str(value), True, self.nums_color[value])
                    self.form.blit(value_text, (x + 25, y + 120))
                elif value < 1000:
                    self.font = pygame.font.SysFont('simsunnsimsun', 34, True)  # 数字128, 256, 512
                    value_text = self.font.render(str(value), True, self.nums_color[value])
                    self.form.blit(value_text, (x + 15, y + 120))
                else:
                    self.font = pygame.font.SysFont('simsunnsimsun', 28, True)  # 数字1024, 2048
                    value_text = self.font.render(str(value), True, self.nums_color[value])
                    self.form.blit(value_text, (x + 5, y + 120))

        # 新增数字
        self.CreatNum()

        """ 如果游戏结束 """
        self.is_over = self.JudgeGameOver()
        if self.is_over:
            over_font = pygame.font.SysFont("simsunnsimsun", 60, True)
            str_text = over_font.render('Game Over!', True, (255, 255, 255))
            self.form.blit(str_text, (30, 220))

        """ 如果游戏成功 """
        self.is_success = self.JudgeGameSuccess()
        if self.is_success:
            success_font = pygame.font.SysFont("simsunnsimsun", 60, True)
            str_text = success_font.render('Successful!', True, (178, 34, 34))
            self.form.blit(str_text, (10, 220))