こんにちは、zawato（@zawato7）です！今回は、PythonでオセロのGUIを実装してみたので、コードを解説したいと思います。 PythonでオセロのGUIを実装したいと考えている方は、是非参考にしてみてください。実装結果今回、実装したオセロのGUIは以下になります。スクリーンショット 2024-09-07 13.35.00 スクリーンショット 2024-09-07 13.35.49 実装内容 GitHubにて、コードを公開してます。環境 Python 3.11.7 Tkinter 8.6 プログラムの全体像 import tkinter as tk class OthelloGame: def __init__(self, root): # rootオブジェクト self.root = root # ウィンドウのタイトル self.root.title("Othello Game") # 盤面サイズ self.board_size = 8 # マス目の大きさ self.cell_size = 50 # ボードの状態（黒、白、None） self.board = [[None for _ in range(self.board_size)] for _ in range(self.board_size)] # 先行を黒に指定 self.turn = "black" self.create_sidebar() self.create_board() self.initialize_board() self.update_turn_display() self.update_score() self.highlight_valid_moves() def create_board(self): # Canvasの定義 self.canvas = tk.Canvas(self.root, width=self.board_size * self.cell_size, height=self.board_size * self.cell_size) # グリッドの作成 self.canvas.grid(row=0, column=0) # グリッドの設定 for i in range(self.board_size): for j in range(self.board_size): x0 = i * self.cell_size y0 = j * self.cell_size x1 = x0 + self.cell_size y1 = y0 + self.cell_size self.canvas.create_rectangle(x0, y0, x1, y1, outline="black", fill="green") # クリックイベント（左ボタンクリック時に、handle_clickメソッドを呼び出す） self.canvas.bind("", self.handle_click) def initialize_board(self): # 初期盤面 center = self.board_size // 2 self.place_piece(center-1, center-1, "white") self.place_piece(center , center , "white") self.place_piece(center-1, center , "black") self.place_piece(center , center-1, "black") def place_piece(self, row, col, color): x0 = col * self.cell_size + self.cell_size // 4 y0 = row * self.cell_size + self.cell_size // 4 x1 = (col+1) * self.cell_size - self.cell_size // 4 y1 = (row+1) * self.cell_size - self.cell_size // 4 # マスの状態を更新 self.board[row][col] = color # 駒を描画 self.canvas.create_oval(x0, y0, x1, y1, fill=color) def handle_click(self, event): # クリック位置からマスを判定 col = event.x // self.cell_size row = event.y // self.cell_size # クリック位置が正しくない場合は、無効 if not (0 <= row < self.board_size and 0 <= col < self.board_size): return # 合法手かどうか判定し、 if self.is_valid_move(row, col, self.turn): # 駒を置く self.place_piece(row, col, self.turn) # 駒をひっくり返す self.flip_pieces(row, col) # スコアの更新 self.update_score() # 手番の更新 self.turn = "white" if self.turn == "black" else "black" # 盤面を更新 self.update_turn_display() # 駒を置けるマスをハイライト表示 self.highlight_valid_moves() # 駒を置けるマスがなければ、パス if not self.has_valid_moves(self.turn): self.pass_turn() def is_valid_move(self, row, col, color): # 既に駒が置かれていれば、Falseを返す。 if self.board[row][col] is not None: return False # 八方向（縦、横、斜め） directions = [(0, 1), (1, 0), (0, -1), (-1, 0), (1, 1), (-1, -1), (1, -1), (-1, 1)] # デフォルトをFalseに設定 valid = False # 各方向のマスの状態を確認 for direction in directions: if self.check_direction(row, col, direction, color): valid = True return valid def check_direction(self, row, col, direction, color): # 相手の駒の色を代入 opponent_color = "white" if color == "black" else "black" # 指定の方向のマスを確認 d_row, d_col = direction row += d_row col += d_col # 盤面外であれば、Falseを返す if not (0 <= row < self.board_size and 0 <= col < self.board_size): return False # 相手の駒がなければ、Falseを返す if self.board[row][col] != opponent_color: return False while 0 <= row < self.board_size and 0 <= col < self.board_size: # マスがNoneであれば、Falseを返す if self.board[row][col] is None: return False # 自分の駒があれば、Trueを返す if self.board[row][col] == color: return True row += d_row col += d_col return False def flip_pieces(self, row, col): directions = [(0, 1), (1, 0), (0, -1), (-1, 0), (1, 1), (-1, -1), (1, -1), (-1, 1)] for direction in directions: if self.check_direction(row, col, direction, self.turn): self.flip_in_direction(row, col, direction) def flip_in_direction(self, row, col, direction): opponent_color = "white" if self.turn == "black" else "black" d_row, d_col = direction row += d_row col += d_col while self.board[row][col] == opponent_color: # 相手の駒を自分の駒に置き換える self.place_piece(row, col, self.turn) row += d_row col += d_col def highlight_valid_moves(self): # 前の盤面でのハイライトを削除 self.canvas.delete("highlight") has_moves = False for row in range(self.board_size): for col in range(self.board_size): if self.is_valid_move(row, col, self.turn): has_moves = True x0 = col * self.cell_size + self.cell_size // 2 - 5 y0 = row * self.cell_size + self.cell_size // 2 - 5 x1 = col * self.cell_size + self.cell_size // 2 + 5 y1 = row * self.cell_size + self.cell_size // 2 + 5 self.canvas.create_oval(x0, y0, x1, y1, fill="gray", tags="highlight") if not has_moves: print(f"{self.turn.capitalize()} has no valid moves") def has_valid_moves(self, color): for row in range(self.board_size): for col in range(self.board_size): if self.is_valid_move(row, col, color): return True return False def pass_turn(self): # パスしたら次のプレイヤーに手番を渡す self.turn = "white" if self.turn == "black" else "black" self.update_turn_display() self.highlight_valid_moves() # 次のプレイヤーにも合法手がない場合、ゲームを終了する if not self.has_valid_moves(self.turn): self.end_game() def end_game(self): black_count, white_count = self.count_pieces() if black_count > white_count: winner = "黒の勝利！" elif white_count > black_count: winner = "白の勝利！" else: winner = "引き分け！" self.canvas.create_text( self.board_size * self.cell_size // 2, self.board_size * self.cell_size // 2, text=f"{winner}", font=("Helvetica", 36), fill="red" ) def create_sidebar(self): self.sidebar = tk.Frame(self.root) self.sidebar.grid(row=0, column=1, sticky="ns") self.turn_label = tk.Label(self.sidebar, text="Turn: Black", font=("Helvetica", 14)) self.turn_label.pack(pady=10) self.score_label = tk.Label(self.sidebar, text="", font=("Helvetica", 14)) self.score_label.pack(pady=10) def update_turn_display(self): self.turn_label.config(text=f"Turn: {self.turn.capitalize()}") def update_score(self): black_count, white_count = self.count_pieces() self.score_label.config(text=f"Black: {black_count} White: {white_count}") def count_pieces(self): black_count = 0 white_count = 0 for row in range(self.board_size): for col in range(self.board_size): if self.board[row][col] == "black": black_count += 1 elif self.board[row][col] == "white": white_count += 1 return black_count, white_count if __name__ == "__main__": root = tk.Tk() game = OthelloGame(root) root.mainloop() プログラムの詳細ここからは、プログラムの処理について詳しく紹介していきます。今回は、Tkinterと呼ばれるPythonでGUIを実装するためのツールキットを利用します。 import tkinter as tk そして、OthelloGameというクラスを定義します。 class OthelloGame: 以下、各メソッドの解説になります。 _init_(self, root) コンストラクタで、ゲームの初期化を行います。rootはTkinterのウィンドウオブジェクトです。 board_size：ボードの大きさ（N×N） cell_size：1マスのサイズ（ピクセル単位） board：8×8の2次元リストで、各マスに置かれている駒の状態（”black”、”white”、またはNone）を保持 turn：手番の色（初期状態は黒） pass_count：連続パスの回数を記録（2回連続でパスが発生したらゲーム終了） def __init__(self, root): # rootオブジェクト self.root = root # ウィンドウのタイトル self.root.title("Othello Game") # 盤面サイズ self.board_size = 8 # マス目の大きさ self.cell_size = 50 # ボードの状態（黒、白、None） self.board = [[None for _ in range(self.board_size)] for _ in range(self.board_size)] # 先行を黒に指定 self.turn = "black" self.create_sidebar() self.create_board() self.initialize_board() self.update_turn_display() self.update_score() self.highlight_valid_moves() create_board(self) ボードの描画を行います。Canvasウィジェットを使用して、8×8のグリッドを描きます。さらに、クリックイベントをボードにバインドし、クリックされた場所に駒を置くための処理を行います。 def create_board(self): # Canvasの定義 self.canvas = tk.Canvas(self.root, width=self.board_size * self.cell_size, height=self.board_size * self.cell_size) # グリッドの作成 self.canvas.grid(row=0, column=0) # グリッドの設定 for i in range(self.board_size): for j in range(self.board_size): x0 = i * self.cell_size y0 = j * self.cell_size x1 = x0 + self.cell_size y1 = y0 + self.cell_size self.canvas.create_rectangle(x0, y0, x1, y1, outline="black", fill="green") # クリックイベント（左ボタンクリック時に、handle_clickメソッドを呼び出す） self.canvas.bind("", self.handle_click) initialize_board(self) オセロの初期状態として、ボードの中央4マスに白と黒の駒を配置します。 def initialize_board(self): # 初期盤面 center = self.board_size // 2 self.place_piece(center-1, center-1, "white") self.place_piece(center , center , "white") self.place_piece(center-1, center , "black") self.place_piece(center , center-1, "black") place_piece(self, row, col, color) 指定された行と列に、指定された色の駒を置く関数です。Canvasに描画される円（駒）を作成し、内部データのboardにも駒の情報を保存します。 def place_piece(self, row, col, color): x0 = col * self.cell_size + self.cell_size // 4 y0 = row * self.cell_size + self.cell_size // 4 x1 = (col+1) * self.cell_size - self.cell_size // 4 y1 = (row+1) * self.cell_size - self.cell_size // 4 # マスの状態を更新 self.board[row][col] = color # 駒を描画 self.canvas.create_oval(x0, y0, x1, y1, fill=color) handle_click(self, event) マウスのクリックイベントが発生すると呼び出されます。クリック位置（x, y）をボードの行と列に変換し、そのマスに駒が置けるかどうかを判定します。 is_valid_move() で合法手かどうかをチェックし、合法手であればその場所に駒を置き、駒をひっくり返します。その後、手番を交代させ、ハイライトを更新します。 def handle_click(self, event): # クリック位置からマスを判定 col = event.x // self.cell_size row = event.y // self.cell_size # クリック位置が正しくない場合は、無効 if not (0 <= row < self.board_size and 0 <= col < self.board_size): return # 合法手かどうか判定し、 if self.is_valid_move(row, col, self.turn): # 駒を置く self.place_piece(row, col, self.turn) # 駒をひっくり返す self.flip_pieces(row, col) # スコアの更新 self.update_score() # 手番の更新 self.turn = "white" if self.turn == "black" else "black" # 盤面を更新 self.update_turn_display() # 駒を置けるマスをハイライト表示 self.highlight_valid_moves() # 駒を置けるマスがなければ、パス if not self.has_valid_moves(self.turn): self.pass_turn() is_valid_move(self, row, col, color) 指定された行・列が合法手かどうかをチェックします。周囲8方向（上下左右、斜め）の駒をチェックし、挟める相手の駒があるかを確認します。周囲の駒が相手の駒で始まる必要があり、その後に自分の駒で囲むことができれば合法手です。 def is_valid_move(self, row, col, color): # 既に駒が置かれていれば、Falseを返す。 if self.board[row][col] is not None: return False # 八方向（縦、横、斜め） directions = [(0, 1), (1, 0), (0, -1), (-1, 0), (1, 1), (-1, -1), (1, -1), (-1, 1)] # デフォルトをFalseに設定 valid = False # 各方向のマスの状態を確認 for direction in directions: if self.check_direction(row, col, direction, color): valid = True return valid check_direction(self, row, col, direction, color) is_valid_move()で使用する補助関数で、特定の方向に向かって駒を確認します。相手の駒を挟んで自分の駒で終わっているかをチェックします。 def check_direction(self, row, col, direction, color): # 相手の駒の色を代入 opponent_color = "white" if color == "black" else "black" # 指定の方向のマスを確認 d_row, d_col = direction row += d_row col += d_col # 盤面外であれば、Falseを返す if not (0 <= row < self.board_size and 0 <= col < self.board_size): return False # 相手の駒がなければ、Falseを返す if self.board[row][col] != opponent_color: return False while 0 <= row < self.board_size and 0 <= col < self.board_size: # マスがNoneであれば、Falseを返す if self.board[row][col] is None: return False # 自分の駒があれば、Trueを返す if self.board[row][col] == color: return True row += d_row col += d_col return False flip_pieces(self, row, col) 自分の駒で挟んでいる相手の駒をひっくり返す処理です。各方向に対して、ひっくり返すことが可能であれば、flip_in_direction()関数を呼び出します。 def flip_pieces(self, row, col): directions = [(0, 1), (1, 0), (0, -1), (-1, 0), (1, 1), (-1, -1), (1, -1), (-1, 1)] for direction in directions: if self.check_direction(row, col, direction, self.turn): self.flip_in_direction(row, col, direction) flip_in_direction(self, row, col, direction) flip_pieces()で使用する補助関数で、特定の方向に向かって相手の駒をひっくり返します。 def flip_in_direction(self, row, col, direction): opponent_color = "white" if self.turn == "black" else "black" d_row, d_col = direction row += d_row col += d_col while self.board[row][col] == opponent_color: # 相手の駒を自分の駒に置き換える self.place_piece(row, col, self.turn) row += d_row col += d_col highlight_valid_moves(self) 現在の手番で駒を置けるマスをハイライト表示します。ハイライトは小さな灰色の円で示され、置ける場所を視覚的にわかりやすくしています。 def highlight_valid_moves(self): # 前の盤面でのハイライトを削除 self.canvas.delete("highlight") has_moves = False for row in range(self.board_size): for col in range(self.board_size): if self.is_valid_move(row, col, self.turn): has_moves = True x0 = col * self.cell_size + self.cell_size // 2 - 5 y0 = row * self.cell_size + self.cell_size // 2 - 5 x1 = col * self.cell_size + self.cell_size // 2 + 5 y1 = row * self.cell_size + self.cell_size // 2 + 5 self.canvas.create_oval(x0, y0, x1, y1, fill="gray", tags="highlight") if not has_moves: print(f"{self.turn.capitalize()} has no valid moves") has_valid_moves(self, color) 合法手があるかどうかを判定します。 def has_valid_moves(self, color): for row in range(self.board_size): for col in range(self.board_size): if self.is_valid_move(row, col, color): return True return False pass_turn(self) 駒を置ける合法手がない場合にパスを行う関数です。 def pass_turn(self): # パスしたら次のプレイヤーに手番を渡す self.turn = "white" if self.turn == "black" else "black" self.update_turn_display() self.highlight_valid_moves() # 次のプレイヤーにも合法手がない場合、ゲームを終了する if not self.has_valid_moves(self.turn): self.end_game() end_game(self) ゲームが終了したときに、勝者を判定して画面に表示します。黒と白の駒の数を比較し、多い方が勝者です。同点の場合は引き分けと表示されます。 def end_game(self): black_count, white_count = self.count_pieces() if black_count > white_count: winner = "黒の勝利！" elif white_count > black_count: winner = "白の勝利！" else: winner = "引き分け！" self.canvas.create_text( self.board_size * self.cell_size // 2, self.board_size * self.cell_size // 2, text=f"{winner}", font=("Helvetica", 36), fill="red" ) create_sidebar(self) サイドバーを作成し、現在の手番とスコア（黒と白の駒の数）を表示するためのウィジェットを配置します。 def create_sidebar(self): self.sidebar = tk.Frame(self.root) self.sidebar.grid(row=0, column=1, sticky="ns") self.turn_label = tk.Label(self.sidebar, text="Turn: Black", font=("Helvetica", 14)) self.turn_label.pack(pady=10) self.score_label = tk.Label(self.sidebar, text="", font=("Helvetica", 14)) self.score_label.pack(pady=10) update_turn_display(self) 現在の手番をサイドバーに表示します。 def update_turn_display(self): self.turn_label.config(text=f"Turn: {self.turn.capitalize()}") update_score(self) 現在の黒と白の駒の数をカウントし、スコアを更新してサイドバーに表示します。 def update_score(self): black_count, white_count = self.count_pieces() self.score_label.config(text=f"Black: {black_count} White: {white_count}") count_pieces(self) ボード上の黒と白の駒の数をカウントし、結果を返します。 def count_pieces(self): black_count = 0 white_count = 0 for row in range(self.board_size): for col in range(self.board_size): if self.board[row][col] == "black": black_count += 1 elif self.board[row][col] == "white": white_count += 1 return black_count, white_count おわりに今回は、PythonでオセロのGUIを実装してみました。実行してみた感想や改善点などがありましたら、是非コメントしてください！

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