Departamento de Ciência da Computação - IME - USP

Introdução à Computação

Primeiro Semestre de 2017

Primeiro Exercício Programa

Entrega: até 16 de abril de 2017 pelo PACA

JOGO DA COBRINHA

Serpente (Snake, também conhecido como "Jogo da Cobrinha") é um jogo criado em 1976 para fliperamas, do qual foram feitas várias imitações em vídeo games e computadores. No fim dos anos 90, o jogo ficou muito popular devido ao fato de vir instalado em celulares da Nokia.

O jogador controla uma longa e fina criatura que se arrasta pela tela, coletando comida (ou algum outro item), não podendo colidir com seu próprio corpo ou com as paredes que cercam a área de jogo. Cada vez que a serpente come um pedaço de comida, seu rabo cresce, aumentando a dificuldade do jogo. O usuário controla a direção da cabeça da serpente (para cima, para baixo, esquerda e direita) e seu corpo segue. Uma versão online do jogo pode ser encontrada aqui.

1. O jogo (para este EP)

Neste EP, a ideia é fazer um programa em Python que permita realizar apenas o movimento da cobra em um tabuleiro (e não o jogo completo). Vamos considerar que a cobra tem um comprimento fixo fornecido pelo usuário, de modo que seu corpo ocupará sempre a mesma quantidade de casas adjacentes no tabuleiro (sua cauda estará portanto sempre a uma distância fixa da cabeça).

2. O que o seu programa deve fazer

No seu programa, a cobra deverá ser representada por três valores inteiros:

Posição no eixo x da cabeça da cobra no tabuleiro,
Posição no eixo y da cabeça da cobra no tabuleiro,
Variável d contendo um número inteiro, sendo que cada dígito corresponde a um código de deslocamento assim definido: esquerda = 1, direita = 2, cima = 3, baixo = 4. Do dígito mais significativo (mais à esquerda) ao menos significativo (mais à direita), os códigos indicam a sequência de deslocamentos que levam a posição da cauda da cobra até a sua cabeça.

Para desenhar o tabuleiro e a cobra, o seu programa deve adotar a seguinte convenção:

Elemento do cenário	Símbolo
Parede	#
Cabeça da cobra	C
Corpo da cobra	*
Posição livre	.

Exemplos

A cobra x = 4, y = 1, d = 2322 de tamanho 5 seria exibida em um tabuleiro 4x8 cercado por paredes como:

##########
#........#
#..**C...#
#.**.....#
#........#
##########

Importante: Observe que, no tabuleiro, a posição do canto superior esquerdo tem coordenadas (0,0), ou seja, o eixo y cresce de cima para baixo.

A cobra x = 9, y = 5, d = 24223222442 de tamanho 12 seria exibida em um tabuleiro 8x16 cercado por paredes como:

##################
#................#
#................#
#................#
#..**.****.......#
#...***..*.......#
#........*C......#
#................#
#................#
##################

2.1 Entradas e saídas do programa

Inicialmente, o programa deve solicitar ao usuário:

número de linhas e número de colunas do tabuleiro,
a posição inicial (x, y) da cabeça da cobra,
o tamanho da cobra.

O programa deve então exibir o tabuleiro com a cobra inicialmente na horizontal, com a cabeça na posição dada e com a cauda à esquerda da cabeça.

Depois, o programa deve pedir que o jogador informe o número do próximo movimento a ser realizado, que pode ser um dos seguintes valores: 1 (esquerda), 2 (direita), 3 (cima), 4 (baixo), 5 (sair do programa). Se o jogador escolher o movimento 5, o programa deve ser encerrado. Caso contrário, o programa deve processar o movimento solicitado. Caso o jogador informe um movimento que cause colisão, o programa deve imprimir uma mensagem de erro apropriada (ver exemplos na Seção 4 deste enunciado). Para cada movimento processado, o programa deve imprimir novamente o tabuleiro refletindo a última posição válida da cobra e um novo movimento deve ser solicitado ao jogador na sequência.

Importante: Todas as saídas impressas pelo programa devem ser exatamente iguais às mostradas nos exemplos da Seção 4.

2.2 Funções obrigatórias

Um dos objetivos desse exercício é aprender a usar funções em Python. Para isso, você deve OBRIGATORIAMENTE implementar e utilizar as funções com os seguintes protótipos:

def num_digitos(n):
def pos_ocupada(nlinhas, ncols, x, y, x0, y0, d):
def imprime_tabuleiro(nlinhas, ncols, x0, y0, d):
def move(nlinhas, ncols, x0, y0, d, direcao):

A descrição detalhada de cada uma dessas funções você encontra aqui, no esqueleto do EP1. Configure o seu navegador para trabalhar com caracteres codificados em utf-8. Você deve utilizar esse esqueleto para começar a resolver este exercício, sem modificar os protótipos e comentários. Você deve editar o cabeçalho com suas informações, incluir os seus próprios comentários se desejar e substituir os prints com "vixe!" com as suas soluções.

3. Dicas

Lembre-se de que o objetivo principal deste exercício não é construir um jogo, mas sim aprender a desenvolver programas bem estruturados, usando funções e os demais recursos apresentados em aula. Assim, não tente melhorar ou alterar o funcionamento do jogo descrito na Seção 2, pois alterações no comportamento esperado do programa vão ser consideradas erros durante a correção.
Não é necessário verificar a consistência dos dados digitados pelos usuários, como, por exemplo, testar se o número de linhas e de colunas do tabuleiro é maior que zero, ou se a posição inicial (x,y) está dentro do tabuleiro ou ainda se o número do movimento está no intervalo [1,5].
Para imprimir algo com a função print sem incluir uma quebra de linha no final, use o parâmetro end para substituir a quebra de linha (caracter "\n") por qualquer outra string à sua escolha. Por exemplo, o código Python abaixo
print("Olá", end = ", ") print("mundo!") print("Tudo bem?")
gera a seguinte saída:
```
Olá, mundo!
Tudo bem?
```

Em Python é possível uma função retornar mais de um valor. Por exemplo, a função Python abaixo

def func(tempo):
    """(int) -> (int, int, int)
    Devolve o tempo em horas, minutos e segundos.
    ENTRADA
    - tempo: tempo total em segundos.
    """
    h = tempo // 3600
    m = (tempo % 3600) // 60
    s = (tempo % 3600) % 60
    return h, m, s

devolve três valores. Esta função pode ser chamada da seguinte forma

h,m,s = func(tempo)
print("horas: %d, minutos: %d, segundos: %d"%(h,m,s))

4. Exemplos

Considere os seguintes exemplos de saída do seu programa. Os números em vermelho foram digitados pelo jogador.

Exemplo 1:

=================================================
         Bem-vindo ao Jogo da Cobrinha!          
=================================================

Número de linhas do tabuleiro : 3
Número de colunas do tabuleiro: 3
Posição x inicial da cobrinha : 2
Posição y inicial da cobrinha : 2
Tamanho da cobrinha           : 4

A COBRINHA NÃO PODE FICAR NA POSIÇÃO INICIAL INDICADA

Tchau!

Exemplo 2:

=================================================
         Bem-vindo ao Jogo da Cobrinha!          
=================================================

Número de linhas do tabuleiro : 1
Número de colunas do tabuleiro: 3
Posição x inicial da cobrinha : 2
Posição y inicial da cobrinha : 0
Tamanho da cobrinha           : 3

#####
#**C#
#####

1 - esquerda | 2 - direita | 3 - cima | 4 - baixo | 5 - sair do jogo
Digite o número do seu próximo movimento: 2
COLISÃO COM A PAREDE

#####
#**C#
#####

1 - esquerda | 2 - direita | 3 - cima | 4 - baixo | 5 - sair do jogo
Digite o número do seu próximo movimento: 1
COLISÃO COM SI MESMA

#####
#**C#
#####

1 - esquerda | 2 - direita | 3 - cima | 4 - baixo | 5 - sair do jogo
Digite o número do seu próximo movimento: 5

Tchau!

Exemplo 3:

=================================================
         Bem-vindo ao Jogo da Cobrinha!          
=================================================

Número de linhas do tabuleiro : 5
Número de colunas do tabuleiro: 5
Posição x inicial da cobrinha : 2
Posição y inicial da cobrinha : 2
Tamanho da cobrinha           : 3

#######
#.....#
#.....#
#**C..#
#.....#
#.....#
#######

1 - esquerda | 2 - direita | 3 - cima | 4 - baixo | 5 - sair do jogo
Digite o número do seu próximo movimento: 3

#######
#.....#
#..C..#
#.**..#
#.....#
#.....#
#######

1 - esquerda | 2 - direita | 3 - cima | 4 - baixo | 5 - sair do jogo
Digite o número do seu próximo movimento: 2

#######
#.....#
#..*C.#
#..*..#
#.....#
#.....#
#######

1 - esquerda | 2 - direita | 3 - cima | 4 - baixo | 5 - sair do jogo
Digite o número do seu próximo movimento: 3

#######
#...C.#
#..**.#
#.....#
#.....#
#.....#
#######

1 - esquerda | 2 - direita | 3 - cima | 4 - baixo | 5 - sair do jogo
Digite o número do seu próximo movimento: 2

#######
#...*C#
#...*.#
#.....#
#.....#
#.....#
#######

1 - esquerda | 2 - direita | 3 - cima | 4 - baixo | 5 - sair do jogo
Digite o número do seu próximo movimento: 4

#######
#...**#
#....C#
#.....#
#.....#
#.....#
#######

1 - esquerda | 2 - direita | 3 - cima | 4 - baixo | 5 - sair do jogo
Digite o número do seu próximo movimento: 4

#######
#....*#
#....*#
#....C#
#.....#
#.....#
#######

1 - esquerda | 2 - direita | 3 - cima | 4 - baixo | 5 - sair do jogo
Digite o número do seu próximo movimento: 2
COLISÃO COM A PAREDE

#######
#....*#
#....*#
#....C#
#.....#
#.....#
#######

1 - esquerda | 2 - direita | 3 - cima | 4 - baixo | 5 - sair do jogo
Digite o número do seu próximo movimento: 5

Tchau!

5. Informações sobre entrega do EP

Todo exercício-programa deve seguir as observações contidas aqui, onde estão descritas as diretrizes para forma de entrega do exercício, aspectos importantes na avaliação etc.