20192423 2019-2020-2 《Python程序设计》实验四报告
课程:《Python程序设计》
班级: 1924
姓名: 杨斯凌
学号:20192423
实验教师:王志强
实验日期:2020年6月8日
必修/选修: 公选课
1.实验内容
Python综合应用:爬虫、数据处理、可视化、机器学习、神经网络、游戏、网络安全等。 课代表和各小组负责人收集作业(源代码、视频、综合实践报告)
2. 实验过程及结果
在对python的学习过程中,我对pygame也产生了极大的兴趣。做本次实验需要以下工具:
-
Python内置模块:itertools、random。
-
第三方模块:pygame。 在使用第三方模块时,首先需要使用pip install命令安装该模块,可以在Python命令窗口中执行以下命令:
pip install pygame
在PyCharm中运行《玛丽冒险》即可进入如图所示的游戏主界面。
游戏主界面
具体的操作步骤如下:
(1)游戏主窗体界面显示后,游戏的背景地图将自动加载与移动,此时会随机出现管道、导弹障碍物。当遇到障碍物时按下键盘中的空格按键,玛丽将实现跳跃,如图所示。
小玛丽跳跃
(2)每当越过一次障碍时,右上角的积分将自动增加1分。如图所示。
越过障碍增加积分
(3)如果玛丽在移动的过程中不小心撞到了障碍物,此时游戏主界面的中间位置将显示“Game Over”游戏结束的文字。如图所示。
游戏结束
游戏结束后,再次按下空格键将重新启动游戏。
(4)如果不需要播放游戏的背景音乐时,可以单击左上角的音乐按钮,背景音乐停止时,控制按钮的运行效果如图所示。
停止背景音乐
实验代码:
import pygame
#将pygame库导入到python程序中
from pygame.locals import
#导入pygame中的常量
import sys # 导入系统模块
SCREENWIDTH = 822 # 窗口宽度
SCREENHEIGHT = 199 # 窗口高度
FPS = 30 # 更新画面的时间
# 定义一个移动地图类
class MyMap():
def __init__(self, x, y):
# 加载背景图片
self.bg = pygame.image.load("image/bg.png").convert_alpha()
self.x = x
self.y = y
def map_rolling(self):
if self.x < -790: # 小于-790说明地图已经完全移动完毕
self.x = 800 # 给地图一个新的坐标点
else:
self.x -= 5 # 5个像素向左移动
# 更新地图
def map_update(self):
SCREEN.blit(self.bg, (self.x, self.y))
# 背景音乐按钮
class Music_Button():
is_open = True # 背景乐音的标记
def __init__(self):
self.open_img = pygame.image.load('image/btn_open.png').convert_alpha()
self.close_img = pygame.image.load('image/btn_close.png').convert_alpha()
self.bg_music = pygame.mixer.Sound('audio/bg_music.wav') # 加载背景音乐
# 判断鼠标是否在,按钮的范围内
def is_select(self):
# 获取鼠标,的坐标
point_x, point_y = pygame.mouse.get_pos()
w, h = self.open_img.get_size() # 获取按钮图片的大小
# 判断鼠标是否在按钮范围内
in_x = point_x > 20 and point_x < 20 + w
in_y = point_y > 20 and point_y < 20 + h
return in_x and in_y
from itertools import cycle # 导入迭代工具
# 玛丽类
class Marie():
def __init__(self):
# 初始化小玛丽矩形
self.rect = pygame.Rect(0, 0, 0, 0)
self.jumpState = False # 跳跃的状态
self.jumpHeight = 130 # 跳跃的高度
self.lowest_y = 140 # 最低坐标
self.jumpValue = 0 # 跳跃增变量
# 小玛丽动图索引
self.marieIndex = 0
self.marieIndexGen = cycle([0, 1, 2])
# 加载小玛丽图片
self.adventure_img = (
pygame.image.load("image/adventure1.png").convert_alpha(),
pygame.image.load("image/adventure2.png").convert_alpha(),
pygame.image.load("image/adventure3.png").convert_alpha(),
)
self.jump_audio = pygame.mixer.Sound('audio/jump.wav') # 跳音效
self.rect.size = self.adventure_img[0].get_size()
self.x = 50; # 绘制小玛丽的X坐标
self.y = self.lowest_y; # 绘制小玛丽的Y坐标
self.rect.topleft = (self.x, self.y)
# 跳状态
def jump(self):
self.jumpState = True
# 小玛丽移动
def move(self):
if self.jumpState: # 当起跳的时候
if self.rect.y >= self.lowest_y: # 如果站在地上
self.jumpValue = -5 # 以5个像素值向上移动
if self.rect.y <= self.lowest_y - self.jumpHeight: # 小玛丽到达顶部回落
self.jumpValue = 5 # 以5个像素值向下移动
self.rect.y += self.jumpValue # 通过循环改变玛丽的Y坐标
if self.rect.y >= self.lowest_y: # 如果小玛丽回到地面
self.jumpState = False # 关闭跳跃状态
# 绘制小玛丽
def draw_marie(self):
# 匹配小玛丽动图
marieIndex = next(self.marieIndexGen)
# 绘制小玛丽
SCREEN.blit(self.adventure_img[marieIndex],
(self.x, self.rect.y))
import random # 随机数
# 障碍物类
class Obstacle():
score = 1 # 分数
move = 5 # 移动距离
obstacle_y = 150 # 障碍物y坐标
def __init__(self):
# 初始化障碍物矩形
self.rect = pygame.Rect(0, 0, 0, 0)
# 加载障碍物图片
self.missile = pygame.image.load("image/missile.png").convert_alpha()
self.pipe = pygame.image.load("image/pipe.png").convert_alpha()
# 加载分数图片
self.numbers = (pygame.image.load('image/0.png').convert_alpha(),
pygame.image.load('image/1.png').convert_alpha(),
pygame.image.load('image/2.png').convert_alpha(),
pygame.image.load('image/3.png').convert_alpha(),
pygame.image.load('image/4.png').convert_alpha(),
pygame.image.load('image/5.png').convert_alpha(),
pygame.image.load('image/6.png').convert_alpha(),
pygame.image.load('image/7.png').convert_alpha(),
pygame.image.load('image/8.png').convert_alpha(),
pygame.image.load('image/9.png').convert_alpha())
# 加载加分音效
self.score_audio = pygame.mixer.Sound('audio/score.wav') # 加分
# 0和1随机数
r = random.randint(0, 1)
if r == 0: # 如果随机数为0显示导弹障碍物相反显示管道
self.image = self.missile # 显示导弹障碍
self.move = 15 # 移动速度加快
self.obstacle_y = 100 # 导弹坐标在天上
else:
self.image = self.pipe # 显示管道障碍
# 根据障碍物位图的宽高来设置矩形
self.rect.size = self.image.get_size()
# 获取位图宽高
self.width, self.height = self.rect.size
# 障碍物绘制坐标
self.x = 800
self.y = self.obstacle_y
self.rect.center = (self.x, self.y)
# 障碍物移动
def obstacle_move(self):
self.rect.x -= self.move
# 绘制障碍物
def draw_obstacle(self):
SCREEN.blit(self.image, (self.rect.x, self.rect.y))
# 获取分数
def getScore(self):
self.score
tmp = self.score;
if tmp == 1:
self.score_audio.play() # 播放加分音乐
self.score = 0;
return tmp;
# 显示分数
def showScore(self, score):
# 获取得分数字
self.scoreDigits = [int(x) for x in list(str(score))]
totalWidth = 0 # 要显示的所有数字的总宽度
for digit in self.scoreDigits:
# 获取积分图片的宽度
totalWidth += self.numbers[digit].get_width()
# 分数横向位置
Xoffset = (SCREENWIDTH - (totalWidth+30))
for digit in self.scoreDigits:
# 绘制分数
SCREEN.blit(self.numbers[digit], (Xoffset, SCREENHEIGHT * 0.1))
# 随着数字增加改变位置
Xoffset += self.numbers[digit].get_width()
# 游戏结束的方法
def game_over():
bump_audio = pygame.mixer.Sound('audio/bump.wav') # 撞击
bump_audio.play() # 播放撞击音效
# 获取窗体宽、高
screen_w = pygame.display.Info().current_w
screen_h = pygame.display.Info().current_h
# 加载游戏结束的图片
over_img = pygame.image.load('image/gameover.png').convert_alpha()
# 将游戏结束的图片绘制在窗体的中间位置
SCREEN.blit(over_img, ((screen_w - over_img.get_width()) / 2,
(screen_h - over_img.get_height()) / 2))
def mainGame():
score = 0 # 得分
over = False # 游戏结束标记
global SCREEN, FPSCLOCK
pygame.init() # 经过初始化以后我们就可以尽情地使用pygame了。
# 使用Pygame时钟之前,必须先创建Clock对象的一个实例,
# 控制每个循环多长时间运行一次。
FPSCLOCK = pygame.time.Clock()
SCREEN = pygame.display.set_mode((SCREENWIDTH, SCREENHEIGHT)) # 通常来说我们需要先创建一个窗口,方便我们与程序的交互。
pygame.display.set_caption('玛丽冒险') # 设置窗口标题
# 创建地图对象
bg1 = MyMap(0, 0)
bg2 = MyMap(800, 0)
# 创建小玛丽对象
marie = Marie()
addObstacleTimer = 0 # 添加障碍物的时间
list = [] # 障碍物对象列表
music_button = Music_Button() # 创建背景音乐按钮对象
btn_img = music_button.open_img # 设置背景音乐按钮的默认图片
music_button.bg_music.play(-1) # 循环播放背景音乐
while True:
# 获取单击事件
for event in pygame.event.get():
if event.type == pygame.MOUSEBUTTONUP: # 判断鼠标事件
if music_button.is_select(): # 判断鼠标是否在静音按钮范围
if music_button.is_open: # 判断背景音乐状态
btn_img = music_button.close_img # 单击后显示关闭状态的图片
music_button.is_open = False # 关闭背景音乐状态
music_button.bg_music.stop() # 停止背景音乐的播放
else:
btn_img = music_button.open_img
music_button.is_open = True
music_button.bg_music.play(-1)
# 如果单击了关闭窗口就将窗口关闭
if event.type == QUIT:
pygame.quit() # 退出窗口
sys.exit() # 关闭窗口
# 单击键盘空格键,开启跳的状态
if event.type == KEYDOWN and event.key == K_SPACE:
if marie.rect.y >= marie.lowest_y: # 如果小玛丽在地面上
marie.jump_audio.play() # 播放小玛丽跳跃音效
marie.jump() # 开启小玛丽跳的状态
if over == True: # 判断游戏结束的开关是否开启
mainGame() # 如果开启将调用mainGame方法重新启动游戏
if over == False:
# 绘制地图起到更新地图的作用
bg1.map_update()
# 地图移动
bg1.map_rolling()
bg2.map_update()
bg2.map_rolling()
# 小玛丽移动
marie.move()
# 绘制小玛丽
marie.draw_marie()
# 计算障碍物间隔时间
if addObstacleTimer >= 1300:
r = random.randint(0, 100)
if r > 40:
# 创建障碍物对象
obstacle = Obstacle()
# 将障碍物对象添加到列表中
list.append(obstacle)
# 重置添加障碍物时间
addObstacleTimer = 0
# 循环遍历障碍物
for i in range(len(list)):
# 障碍物移动
list[i].obstacle_move()
# 绘制障碍物
list[i].draw_obstacle()
# 判断小玛丽与障碍物是否碰撞
if pygame.sprite.collide_rect(marie, list[i]):
over = True # 碰撞后开启结束开关
game_over() # 调用游戏结束的方法
music_button.bg_music.stop()
else:
# 判断小玛丽是否跃过了障碍物
if (list[i].rect.x + list[i].rect.width) < marie.rect.x:
# 加分
score += list[i].getScore()
# 显示分数
list[i].showScore(score)
addObstacleTimer += 20 # 增加障碍物时间
SCREEN.blit(btn_img, (20, 20)) # 绘制背景音乐按钮
pygame.display.update() # 更新整个窗口
FPSCLOCK.tick(FPS) # 循环应该多长时间运行一次
if __name__ == '__main__':
mainGame()
3. 实验过程中遇到的问题和解决过程
- 问题:不太了解pygame这一方面
- 问题解决方案:在网上以及求助同学逐渐学会了相关知识点,游戏运行还有一个重要的的参数便是帧数,也就是一秒中循环的次数。
- 问题:按照网上的教程安装不了pygame,总是报错,说pip和安装的pygame版本不匹配
- 问题解决方法:安装的python版本和pygame版本要相同,且需要更新pip。寻找文章发现了和自己python3.7版本相同的pygame
参考资料
5. 学习总结及心得
- 学习总结
Python一般通过换行来表示语句的结束,但要在一行中输入多条语句,就必须使用分号来分隔语句。
缩进在Python中是非常重要的,每一块语句必须要有相同的缩进,一般的编辑器会自动完成缩进,一般是四个空格。
python的数据类型包括字符串、布尔类型、整数、浮点数、数字,比较特殊的有列表、元组、字典。Python里的变量会根据附给它的值自动决定它的类型,但是也可以强制转换类型。
Python之所以功能强大,主要是因为它自带功能丰富的标准库,以及数量庞大的第三方库,使用这些功能的基本方法就是使用模块。通过函数,可以在程序里重用代码;通过模块,则可以重用别的程序中的代码。模块可以理解为是一个包含了函数和变量的py文件。在你的程序中引入了某个模块,就可以使用其中的函数和变量。通过import引入。
python中类似常见的int类型,我们也可以通过类能够创建一个新的类型,其中的对象就是实例,类通过关键字class创建,一般都包含一个__init__()函数以及self参数,用来初始化对象。
- 学习心得
在学习了Python之后,给我最大的感觉就是Python更加简洁易学,语句更加易读,并且可以通过载入各种库来实现很多功能,因此功能也更加强大。我认为编程是一件让人快乐的事,使用代码解决问题以后获得的成就感是难以言表的。而且高效的编程学习方式一定是边学边做,而不是对着复杂的教程硬啃。千万不要等到学完所有的理论才开始动手写第一行代码。本学期王老师的教学让我感觉是亲切中带着严肃,王老师可以和同学们打成一片,但对于学习内容上很严谨,也很认真,王老师不断改变的教学方式也让我从有点拖延的学习习惯逐渐改善。在学习编程的道路上,我还是一只小白,希望自己能够不断增强学习能力。
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