4-07 ゲームプログラミング

学習目標

• random モジュールを使って乱数を生成できる
• ランダム性を活用したゲームプログラムを作成できる
• これまで学んだ知識を統合してゲームを設計できる
• オリジナルゲームのアイデアを実装できる

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前回の復習

前回までに学んだ内容を簡単に確認しましょう：

# Variables, lists, functions
def greet(name):
return f"Hello, {name}!"

students = ["Taro", "Hanako", "Jiro"]

for student in students:
    message = greet(student)
    print(message)

復習問題：関数とリストを使って、3つの数値の中から最大値を返す関数を作ってみよう

1. 乱数の基本

プログラミングでは、予測できないランダムな値を生成することができます。これをゲームに活用すると、毎回違う展開が楽しめます。

random モジュールの使い方

import random

# Random integer between 1 and 6 (like a dice)
dice = random.randint(1, 6)
print("Dice:", dice)

# Random integer between 1 and 100
number = random.randint(1, 100)
print("Random number:", number)

# Random choice from a list
fruits = ["apple", "banana", "orange", "grape"]
chosen_fruit = random.choice(fruits)
print("Chosen fruit:", chosen_fruit)

# Random float between 0.0 and 1.0
random_float = random.random()
print("Random float:", random_float)

実習1：上のコードを何度か実行して、毎回違う値が出ることを確認してみよう

2. 簡単なゲーム

ゲーム1：サイコロゲーム

ゲーム説明：

• プレイヤーとコンピューターがサイコロを振る
• 大きい数を出した方が勝ち

import random

def roll_dice():
    """Roll a dice and return the result"""
    return random.randint(1, 6)

def play_dice_game():
    """Play dice game"""
    print("=== Dice Game ===")
    input("Press Enter to roll the dice...")
    
    player_roll = roll_dice()
    computer_roll = roll_dice()
    
    print(f"You rolled: {player_roll}")
    print(f"Computer rolled: {computer_roll}")
    
    if player_roll > computer_roll:
        print("You win!")
    elif player_roll < computer_roll:
        print("Computer wins!")
    else:
        print("It's a tie!")

# Play the game
play_dice_game()

実習2：サイコロゲームを実行して、何度かプレイしてみよう

ゲーム2：数当てゲーム

ゲーム説明：

• コンピューターが1〜100の数字を考える
• プレイヤーが数字を当てる
• ヒント（大きい/小さい）をもらいながら当てる

import random

def number_guessing_game():
    """Number guessing game"""
    print("=== Number Guessing Game ===")
    print("I'm thinking of a number between 1 and 100")
    
    secret_number = random.randint(1, 100)
    attempts = 0
    max_attempts = 10
    
    while attempts < max_attempts:
        try:
            guess = int(input(f"Attempt {attempts + 1}/{max_attempts} - Enter your guess: "))
            attempts += 1
            
            if guess == secret_number:
                print(f"Congratulations! You found it in {attempts} attempts!")
                return
            elif guess < secret_number:
                print("Too low! Try a higher number.")
            else:
                print("Too high! Try a lower number.")
                
        except ValueError:
            print("Please enter a valid number")
            attempts -= 1
    
    print(f"Game over! The number was {secret_number}")

# Play the game
number_guessing_game()

実習3：数当てゲームをプレイして、戦略を考えてみよう

3. カードゲーム

ゲーム3：簡単なブラックジャック

ゲーム説明：

• カードを引いて、合計を21に近づける
• 21を超えたら負け
• コンピューターと対戦

import random

def draw_card():
    """Draw a random card (1-11)"""
    return random.randint(1, 11)

def calculate_total(cards):
    """Calculate total of cards"""
    return sum(cards)

def show_cards(name, cards, hide_first=False):
    """Display cards"""
    if hide_first:
        print(f"{name}'s cards: [??, {cards[1]}] Total: ??")
    else:
        total = calculate_total(cards)
        print(f"{name}'s cards: {cards} Total: {total}")

def play_blackjack():
    """Play simple blackjack game"""
    print("=== Simple Blackjack ===")
    print("Try to get close to 21 without going over!")
    
    # Initial cards
    player_cards = [draw_card(), draw_card()]
    computer_cards = [draw_card(), draw_card()]
    
    # Player's turn
    while True:
        print("\n" + "-" * 30)
        show_cards("Computer", computer_cards, hide_first=True)
        show_cards("You", player_cards)
        
        player_total = calculate_total(player_cards)
        
        if player_total > 21:
            print("Bust! You went over 21. You lose!")
            return
        
        choice = input("Hit (draw card) or Stand? (h/s): ").lower()
        
        if choice == 'h':
            player_cards.append(draw_card())
        elif choice == 's':
            break
        else:
            print("Please enter 'h' or 's'")
    
    # Computer's turn
    print("\n" + "-" * 30)
    print("Computer's turn...")
    
    while calculate_total(computer_cards) < 17:
        computer_cards.append(draw_card())
        print(f"Computer draws a card")
    
    # Show final cards
    print("\n" + "=" * 30)
    print("FINAL RESULT")
    print("=" * 30)
    show_cards("You", player_cards)
    show_cards("Computer", computer_cards)
    
    player_total = calculate_total(player_cards)
    computer_total = calculate_total(computer_cards)
    
    # Determine winner
    if computer_total > 21:
        print("Computer bust! You win!")
    elif player_total > computer_total:
        print("You win!")
    elif player_total < computer_total:
        print("Computer wins!")
    else:
        print("It's a tie!")

# Play the game
play_blackjack()

実習4：ブラックジャックをプレイして、ゲームのルールを理解しよう

4. ゲーム設計のポイント

良いゲームを作るために大切なこと：

1. ゲームバランス

• 難しすぎず、簡単すぎない調整
• プレイヤーに選択肢を与える
• 運と戦略のバランス

2. フィードバック

• プレイヤーに結果をわかりやすく表示
• 進捗状況を見せる
• 勝敗の理由を明確にする

3. リプレイ性

• 毎回違う展開になる工夫
• スコアや記録の保存
• 難易度の調整

4. ユーザーインターフェース

• わかりやすいメニュー
• 明確な指示
• エラー処理

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6. 課題

課題1：サイコロゲームの拡張

サイコロゲームを拡張して、以下の機能を追加してください：

• 3回勝負で勝敗を決める
• スコアを記録する
• 引き分けの場合は再度振る

課題2：コイントスゲーム

コインの表裏を当てるゲームを作成してください：

• プレイヤーが表か裏を予想
• 当たったら勝ち
• 連勝記録を表示

課題3：じゃんけんトーナメント

じゃんけんゲームを拡張してください：

• 5回勝負
• 勝ち数、負け数、引き分け数を記録
• 最後に統計を表示

発展課題：オリジナルゲーム

これまで学んだ知識を使って、オリジナルのゲームを作成してください。

アイデア例：

• 宝探しゲーム（マップ上で宝を探す）
• クイズゲーム（ランダムに問題を出題）
• スロットマシン
• ビンゴゲーム
• カードバトルゲーム

必須要素：

• random モジュールの使用
• 関数の活用
• 繰り返し処理
• 条件分岐
• スコアや記録の管理

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まとめ

今日学んだこと：

• random モジュール：乱数の生成方法
• ゲームプログラミングの基本：ルール、バランス、フィードバック
• 様々なゲーム例：サイコロ、数当て、カード、RPG戦闘
• ゲーム設計：面白いゲームを作るためのポイント

プログラミングでゲームを作ることは、楽しみながら技術を磨く最高の方法です。ぜひオリジナルのゲームを作って、友達にも遊んでもらいましょう！

次回予告：AIを用いたアプリ作成にチャレンジします。

宿題：課題1〜3を完成させ、可能であれば発展課題でオリジナルゲームを作ってみましょう。

頑張ってください！🎮✨