20192415 2020-2021-2 《Python程序设计》实验4报告

Posted 2021-06-23 Lanvin777

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20192415 2020-2021-2 《Python程序设计》实验4报告

课程：《Python程序设计》
班级： 1924
姓名：邢质斌
学号： 20192415
实验教师：王志强
实验日期：2021年6月20日
选修：公选课

一.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。

二. 实验过程及结果

（一）实验分析与设计

该游戏来源于Flappy Bird——一款鸟类飞行游戏，通过一根手指操控按下小鸟上飞。

游戏中主要有两个对象：小鸟、柱，创建Brid类和Pillar类分别表示两个对象。小鸟需要上下移动来躲避柱，在Brid类中创建一个bridUpdate()方法，实现小鸟的上下移动。为了体现小鸟向前飞行的特征，需要让柱一直向左侧（后侧）移动，这样在画面中就好像小鸟在向前（左侧）飞行。因此在Pillar类中需要updatePillar()方法实现柱的移动。

此外，使用createMap()函数绘制地图（背景与必要的文字说明）；使用checkDead()函数判断小鸟的生命状态，是否发生碰撞，若碰撞则游戏结束；使用getResult()函数获取得分，成功飞越一对上下柱得一分。

（二）实现过程

安装Pygame

Pygame是一组跨平台的Python模块, 用于创建视频游戏,现已已被用于数百种商业和开源游戏。
```
 python -m pip install pygame
```

创建并保持游戏窗口

导入pygame模块，调用init()方法初始化pygame模块。设置窗口的宽和高，使用display模块显示窗体。
```
 import sys
 import pygame
 pygame.init()                       # 初始化pygame
 size = width, height = 400, 650     # 设置窗口大小，宽400，高650
 screen = pygame.display.set_mode()  # 显示窗口
```
完成上述步骤后，得到一个“出现后一闪而过的黑色窗口”。这是因为程序执行完成后，会自动关闭。如果想要让窗口一直显示，需要使用while True让程序一直执行。使用pygame.event.get()获取事件队列，使用for...in遍历事件。还需要设置关闭按钮。根据type属性判断事件类型，event.type等于pygame.QUIT表示检测到关闭pygame窗口事件。
```
 while True:  # 死循环确保窗口一直显示
 	for event in pygame.event.get():       # 遍历所有事件
 		if event.type == pygame.QUIT:  # 如果单击关闭窗口，则退出
     		sys.exit()

 pygame.quit()  # 退出pygame
```

游戏图片的加载与移动

使用pygame中iamge模块的load()方法加载图片，其返回值是一个Surface对象。Surface是用来代表图片的pygame对象，可以对其进行涂画、变形、复制等操作。屏幕也是一个Surface，pygame.display.set_mode()返回了一个屏幕Surface对象。将小鸟、柱的Surface对象画到屏幕的Surface对象上，需要使用blit()方法。而display模块的flip()方法可以将整个待显示的Surface对象更新到屏幕上。

以柱的图片加载和显示为例：

 #初始化定义柱中加载上、下两根柱的图片
 self.pillUp = pygame.image.load("assets/top.png")
 self.pillDown = pygame.image.load("assets/bottom.png")

 # 显示柱
 screen.blit(Pillar.pillUp, (Pillar.wallx, -300))   # 上柱坐标位置
 screen.blit(Pillar.pillDown, (Pillar.wallx, 500))  # 下柱坐标位置
 Pillar.updatePillar()  # 柱移动

 # 更新整个待显示的Surface对象到屏幕上
 pygame.display.flip()

游戏过程中，柱需要向后移动，小鸟需要上下飞翔，这就涉及到其对应Surface对象的移动。Pygame通过Rect对象存储和操作矩形区域。首先利用Rect初始化上、下两根柱的垂直位置。接着构造柱的移动方法，通过改变柱所在X轴坐标进行水平移动。

以柱的移动为例：

 # 上方柱的矩形位置
 upRect = pygame.Rect(Pillar.wallx, -300,
                  	 Pillar.pillUp.get_width() - 10,
                  	 Pillar.pillUp.get_height())

 # 下方柱的矩形位置
 downRect = pygame.Rect(Pillar.wallx, 500,
 	       Pillar.pillDown.get_width() - 10,
                        Pillar.pillDown.get_height())                                                       

 def updatePillar(self):
 	self.wallx -= 5  # 柱X轴坐标递减，即柱向左移动
 	# 当柱运行到一定位置，即小鸟飞越柱，分数加1同时重置柱
 	if self.wallx < -80:
     	global score
     	score += 1
     	self.wallx = 400

碰撞检测

当小鸟撞到柱子上或飞得过高过低时形成碰撞，此后小鸟将改变原本的飞行状态，直接坠落，游戏结束。因此，需要有碰撞检测功能。

 # 检测小鸟与上下方柱是否碰撞
 if upRect.colliderect(Bird.birdRect) or downRect.colliderect(Bird.birdRect):
 	Bird.dead = True
 # 检测小鸟是否飞出上下边界
 if not 0 < Bird.birdRect[1] < height:
 	Bird.dead = True
 	return True
 else:
 	return False