20182324 2019-2020-2 《Python 程序设计》实验4报告

20182324 2019-2020-2 《Python 程序设计》实验4报告

课程：《Python 程序设计》
班级： 1823
姓名： 殷宇豪
学号： 20182324
实验教师：王志强
实验日期：2020年6月10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。

• 本次实践选择 pygame 制作微信的飞机大战游戏，采取主要代码参考网上，细节处理自己改动的方式

  • 为什么要选择 pygame ？
    爬虫太简单，只需要掌握基础 HTML 知识即可，在学习了 Web 程序开发后对爬虫有了一定的了解；数据处理是一个值得学习的领域，做好了能够实现自动化，目前已有初步了解； pygame 从来没碰过，是一片全新的值得挑战的领域；机器学习、网络安全较难，在有限的时间内暂不考虑。相比之下，从学习更多新知识的角度考虑，我选择了有一定难度与综合性，但又不至于花费太多精力，能够快速入门的 pygame 进行实验。

  • 这次实验的代码完全是自己写的吗？
    我可以很负责地说：不是。因为自己对于 pygame 完全是零基础，因此主要代码是参考网上别人写的，进行一些具有自己想法的改动。正如上学期学 Java 时王老师所说：加点代码，改点代码是理解的最好方式。

  • 为什么没有自己从头至尾地写代码？
    众所周知，互联网带来很大的一个好处就是可以借鉴。与其从什么是 pygame、怎么创建 pygame 这样一章一章地固化学习（甚至很可能学完就忘了），最后做出一个完全不实用、不好看的程序，不如直接在别人的基础上进行扩展，通过推敲与学习别人是怎么写这些代码的，从而达到理解这些方法的效果。

  • 自己在这次实验上进行了哪些改动？
    这次实验查找的网上代码主要实现了飞机的左右水平移动、发射子弹等功能。自己在其基础上，增添了飞机上下竖直移动、鼠标按键发射子弹、结果显示与统计等功能。

  • 在这些改动中学到了什么？
    通过学习既有代码，了解了 pygame 游戏代码的基本结构，了解了事件的组成，游戏的进行即是一个又一个事件的发生与重复；通过研究既有左右移动的功能，对键盘事件有了一定的认识，并在此基础上扩展至了上下左右移动（包括我们熟知的 WSAD 移动）；主动学习了鼠标事件，实现了鼠标按键发射子弹的功能；主动学习了 EasyGUI，实现了登录与统计界面，也为下一步的可视化设计打了一定基础。

2. 实验过程及结果

• 直接借鉴的主程序就不用说了，主要谈谈自己进行的改动

• （1） 通过 pygame.key.get_pressed() 事件判断键盘按键，实现 ↑ ↓ ← → 和 W A S D 两种按键方式对飞机进行移动

          # 右键或D
          if keys_pressed[pygame.K_RIGHT] or keys_pressed[pygame.K_d]:
              self.hero.speed = 4
          # 左键或A
          elif keys_pressed[pygame.K_LEFT] or keys_pressed[pygame.K_a]:
              self.hero.speed = -4
          # 上键或W
          elif keys_pressed[pygame.K_UP] or keys_pressed[pygame.K_w]:
              self.hero.speed = -4
          # 下键或S
          elif keys_pressed[pygame.K_DOWN] or keys_pressed[pygame.K_s]:
              self.hero.speed = 4
  

  通过按键判断是水平还是竖直方向上的移动

          if keys_pressed[pygame.K_RIGHT] or keys_pressed[pygame.K_LEFT] \
                  or keys_pressed[pygame.K_a] or keys_pressed[pygame.K_d]:
              # 我方战机在水平方向移动
              self.rect.x += self.speed
          elif keys_pressed[pygame.K_UP] or keys_pressed[pygame.K_DOWN] \
                  or keys_pressed[pygame.K_w] or keys_pressed[pygame.K_s]:
              # 我方战机在竖直方向移动
              self.rect.y += self.speed
  

• （2） 通过 pygame.key.get_pressed() 判断键盘按键实现空格发射子弹，并通过 pygame.mouse.get_pressed() 判断鼠标按键实现鼠标左键发射子弹

          # 使用键盘提供的方法获取键盘按键 - 按键元组
          keys_pressed = pygame.key.get_pressed()
          # 使用鼠标提供的方法获取是否按下鼠标左键
          mouse_pressed = pygame.mouse.get_pressed()
          # 空格或鼠标左键发射子弹
          if keys_pressed[pygame.K_SPACE] or mouse_pressed[0]:
  
              # 1. 创建子弹精灵
              bullet = Bullet()
  
              # 2. 设置精灵的位置
              bullet.rect.bottom = self.rect.y
              bullet.rect.centerx = self.rect.centerx
  
              # 3. 将精灵添加到精灵组
              self.bullets.add(bullet)
  

• （3） 启动游戏需输入用户名，若不输入则系统自动指派一个，该用户名仅用于统计排行榜。通过 EasyGUI 的 enterbox 实现。

          # 输入用户名
          userid = g.enterbox("请输入用户名：", "登录", "20182324yyh")
          # 如果不输入用户名，则为其默认指定一个
          if userid == "" or userid == None:
              userid = "游客" + str(random.randint(1000, 10000))
  

• （4） 在游戏界面的左上角实时显示玩家名称与得分。通过 pygame.font.SysFont 和 screen.blit 方法实现。

          game_user = pygame.font.SysFont('simsunnsimsun', 20, True)  # 字体
          self.screen.blit(game_user.render(u'%s' % userid, True, [0, 0, 0]), [20, 20])  # 显示用户名
          game_font = pygame.font.SysFont('simsunnsimsun', 20, True)  # 字体
          self.screen.blit(game_font.render(u'当前得分：%d' % sum, True, [0, 0, 0]), [20, 40])  # 显示实时得分
  

• （5） 游戏结束后弹框显示本次游戏的得分，并可选择查看排行榜。得分弹框通过 EasyGUI 的 ccbox 实现，排行榜通过 EasyGUI 的 textbox 实现，数据存入 sqlite 数据库中。数据库中共有三个字段：Unix 时间戳（主键）、玩家名称、玩家得分。在输出排行榜时需对 Unix 时间戳进行还原处理。

          sql()
          box = g.ccbox("用户 " + userid + "\n您本次游戏得分：" + str(sum), "游戏结束", ("确定", "排行榜"))
          if box == 0:
              s1 = "\t时间\t\t玩家\t\t得分\t\t"
              s = ""
              yyh20182324 = sqlite3.connect("排行榜.db")
              cursor = yyh20182324.cursor()
              cursor.execute('select * from Ranklist order by core desc')
              for line in cursor.fetchall():
                  # 月
                  if time.gmtime(line[0])[1] < 10:
                      month = "0" + str(time.gmtime(line[0])[1])
                  else:
                      month = str(time.gmtime(line[0])[1])
                  # 日
                  if time.gmtime(line[0])[2] < 10:
                      day = "0" + str(time.gmtime(line[0])[2])
                  else:
                      day = str(time.gmtime(line[0])[2])
                  # 时
                  if (time.gmtime(line[0])[3] + 8) % 24 < 10:
                      hour = "0" + str((time.gmtime(line[0])[3] + 8) % 24)
                  else:
                      hour = str((time.gmtime(line[0])[3] + 8) % 24)
                  # 分
                  if time.gmtime(line[0])[4] < 10:
                      minute = "0" + str(time.gmtime(line[0])[4])
                  else:
                      minute = str(time.gmtime(line[0])[4])
                  # 秒
                  if time.gmtime(line[0])[5] < 10:
                      second = "0" + str(time.gmtime(line[0])[5])
                  else:
                      second = str(time.gmtime(line[0])[5])
                  calendar = str(time.gmtime(line[0])[0]) + "-" + month + "-" + day + "  " + hour + ":" + minute + ":" + second
                  s = s + calendar + "\t  \t" + line[1] + "\t\t\t  " + str(line[2]) + "\t\n"
              g.textbox(s1, "排行榜", s)
              yyh20182324.close()
  

  调用数据库的方法

  # 排行榜数据库文件
  def sql():
      yyh20182324 = sqlite3.connect("排行榜.db")
      cursor = yyh20182324.cursor()
      cursor.execute('create table if not exists Ranklist(time int(10) primary key, userid text, core int)')
      cursor.execute('insert into Ranklist(time, userid, core) values (?, ?, ?)', (int(time.time()), userid, sum))
      yyh20182324.commit()
      yyh20182324.close()
  

• （6） 游戏过程截图
  
  

• 代码托管

3. 实验过程中遇到的问题和解决过程

• 问题 1 ：使用pip install --upgrade pip命令升级 pip 后，安装模块时提示：ModuleNotFoundError：No module named pip._internal

• 问题 1 解决方案：系 pip 升级失败。参考 pip升级时报错--- No module named 'pip._internal' 文章，使用 python get-pip.py --force-reinstall 命令强制重装 pip

• 问题 2 ：使用全局变量统计得分时报错 UnboundLocalError: local variable 'sum' referenced before assignment

• 问题 2 解决方案：在函数内部对全局变量进行操作时，应先使用 global 声明，否则程序将把该变量视为未定义的局部变量

• 问题 3 ：使用 pygame.font 显示文字时报错 pygame.error: font not initialized

• 问题 3 解决方案：在主程序开始前必须执行pygame.init()使 pygame 初始化，或执行 pygame.font.init() 使字库初始化

• 问题 4 ：pygame 无法显示多行文字，使用 "\n" 也无效

• 问题4解决方案：Font.render不支持多行显示，想要显示多行文字，只能创建多个 render 对象进行逐行显示

• 问题 5 ：pygame 中文显示乱码

• 问题 5 解决方案：字体引用不正确。可使用pygame.font.get_fonts()来查看字体名，例如 宋体 对应 simsunnsimsun ，pygame.font.SysFont('simsunnsimsun',20)

• 问题 6 ：enterbox 取消输入用户名后报错TypeError: can only concatenate str (not "NoneType") to str

• 问题 6 解决方案：enterbox 不输入任何东西返回 None，即 Java 中的 null，表示空值。None 的类型为 NoneType，要想判断该类型，直接判断该变量值是否等于 None 即可。注意不是 null。

其他（感悟、思考等）

一学期的课程又结束了，一期一度的大作业真的很考验人的综合运用能力。这学期的 Python 总体而言没有上学期的 Java 累，可能也是选修课与必修课的区别。通过对 Python 的学习，真真切切地感受到它的方便快捷，不愧为今天最受欢迎的编程语言。总的来说上王老师的课能够学到很多东西，不管是主动学习还是被动学习，只有真真正正学到了才能做出成果，相比于闭卷考试，这种考核方式更值得提倡。
我对这门课的建议是：坚持写 blog 的优良传统不要放弃
最后：

参考资料

• 《Python 编程：从入门到实践》

• Python实现微信小游戏：飞机大战

• Python游戏系列之七_显示得分

• pygame系列_mouse鼠标事件