20212109施鋮哲 《Python程式設計》實驗四 Python綜合實踐實驗報告
課程：《Python程式設計》
班級： 2121
姓名： 施鋮哲
學號： 20212109
實驗教師：王志強
實驗日期：2022年5月28日
必修/選修：公選課
一、實驗題目：
Python綜合應用：爬蟲、資料處理、視覺化、機器學習、神經網路、遊戲、網路安全等。
這裡我選擇根據飛機大戰相似的模式自制遊戲。
二、實驗過程：
2.1製作目標
2.1.1靈感來源
基於B站教學視訊製作魔改遊戲，發現飛機大戰很好玩，就想根據這個做自己的垃圾大戰
2.1.2遊戲介紹
把自己操控的飛機改為回收站，把敵方飛機改為pycharm圖示，pycharm會不斷射出名為python的資料夾和steam的圖示，回收站碰到steam圖示會掛，而碰到python資料夾可以加分，一次加十分。
操控由鍵盤的上下左右完成，敵方pycharm會自動左右移動。
如果直接用回收站撞pycharm的話，解鎖同歸於盡結局，獲得500000000000000分。
2.2製作過程
2.2.1我在B站學python
由於上課處於比較懵的狀態，類的知識學的還是不紮實的，所以決定跟著B站飛機大戰教程重新學習。
但是由於遊戲內容相似但不一樣，所以我參考了一部分程式碼，而自己完成了一部分。
2.2.2製作流程
製作遊戲必需pycharm，終端下載
先在主函式裡面編寫，建立視窗，後面新增類
就是這個背景
視窗這裡需要注意（542，830）與新增的圖片規格一致
先載入圖片，然後blit新增，然後display展示
Hero玩家類
使用鍵盤監聽來實現操控，而監聽同時需要在while True迴圈裡面出現，否則只會響應一下無法連續響應
而新增入迴圈之後又有速度太快的問題，這時候需要time.sleep控制
Enemy敵人類
基本與Hero類一樣，但是把鍵盤監聽改成自動move，新增自動fire的方法
這裡auto_move的範圍即介面寬度減去自身圖片寬度
auto_fire使用random.randint(1,40）來實現隨機開火，這一方法會用在兩種子彈中，而根據遊戲難度兩種子彈生成的概率設定是不一樣的
敵人子彈類（一個是加分的python，一個是會死的steam）
bullet1
bullet2
使用矩形rect的方法（pygame自帶），kill()即消滅自身
rect方法下的座標
爆炸類
檢測回收站和python、steam兩種子彈以及pycharm圖示之間的矩形碰撞，並載入動畫
(動畫就是這兩個圖片來回切換幾次）
注意這一類並不能完全實現功能，還需要管理類中主函式方法的while迴圈進行控制，從而實現碰撞後圖片的清除和分數的記錄
管理類
用於管理前面數個類的方法
由於很長，中間略，下面會放原始碼
主函式
最後執行主函式
執行效果
死亡動畫（沒法放視訊，截了一下中間的圖片）
撞到pycharm之後的結局（加500000000000000分）
2.3相關知識
2.3.1類
初始化
例項化物件時可以傳入引數，這些引數會傳入__init__()方法中，可以通過重寫這個方法來定義物件的初始化操作
加pygame.sprite.Sprite.__init__(self)是為了主要矩形rect的方法呼叫
self
通常需要將函式的第一個引數定義成self，而self指向物件本身
之後在這個類裡面寫都要在前面加self，表示自己的引數和函式方法
然後呼叫別的類中的就是寫別的類的名稱（例如此處的Enemy.enemy_bullets）
父類和子類繼承
此處pygame.sprite.Sprite就是父類，位於pygame模組中，所以不用自己寫。
而Enemy就是自己建立的子類
呼叫父類，繼承函式方法
2.3.2pygame的函式
影象和矩形（上面講過了）
Group()
用於裝子彈，使用起來相當於列表list
退出模組
字型
事件判斷
碰撞用到的方法
重新整理介面（安了兩個）
time
pygame.time.set_timer()功能：在事件佇列上重複建立事件
2.3.3文字
分數面板的製作需要用到文字，不難但是比較特殊
在定義函式之後，設定內容、兩個顏色和字型，然後導成矩形貼到介面上
2.4原始碼
import random
import time
import pygame
class Hero(pygame.sprite.Sprite):
def __init__(self,screen):
pygame.sprite.Sprite.__init__(self)
self.image=pygame.image.load("./python/11.png")
self.rect=self.image.get_rect()
self.rect.topleft=[480/2-50,600]
self.speed=10
self.screen=screen
self.bullets=pygame.sprite.Group()
def key_control(self):
#監聽
key_pressed=pygame.key.get_pressed()
if key_pressed[pygame.K_w] or key_pressed[pygame.K_UP]:
self.rect.top-=self.speed
if key_pressed[pygame.K_s] or key_pressed[pygame.K_DOWN]:
self.rect.bottom+=self.speed
if key_pressed[pygame.K_d] or key_pressed[pygame.K_RIGHT]:
self.rect.right+=self.speed
if key_pressed[pygame.K_a] or key_pressed[pygame.K_LEFT]:
self.rect.left-=self.speed
if key_pressed[pygame.K_SPACE]:
bullet=Bullet(self.screen,self.rect.left,self.rect.top)
self.bullets.add(bullet)
def update(self):
self.key_control()
self.display()
def display(self):
self.screen.blit(self.image,self.rect)
self.bullets.update()
self.bullets.draw(self.screen)
class Bullet(pygame.sprite.Sprite):
def __init__(self,screen,x,y):
pygame.sprite.Sprite.__init__(self)
self.image=pygame.image.load("./python/22.png")
self.rect=self.image.get_rect()
self.rect.topleft=[x+50,y-22]
self.screen=screen
self.speed=10
def update(self):
self.rect.top-=self.speed
if self.rect.top<-22:
self.kill()
class Enemy(pygame.sprite.Sprite):
enemy_bullets1=pygame.sprite.Group()
enemy_bullets2=pygame.sprite.Group()
def __init__(self,screen):
pygame.sprite.Sprite.__init__(self)
self.image=pygame.image.load("./python/33.png")
self.rect=self.image.get_rect()
self.rect.topleft=[0,0]
self.speed=10
self.screen=screen
self.bullets1=pygame.sprite.Group()
self.bullets2=pygame.sprite.Group()
self.direction='right'
def display(self):
#貼飛機圖
self.screen.blit(self.image,self.rect)
self.bullets1.update()
self.bullets2.update()
self.bullets1.draw(self.screen)
self.bullets2.draw(self.screen)
def update(self):
self.auto_move()
self.auto_fire()
self.display()
def auto_move(self):
if self.direction == 'right':
self.rect.right+=self.speed
elif self.direction == 'left':
self.rect.right-=self.speed
if self.rect.right>=542:
self.direction='left'
elif self.rect.right<=57:
self.direction='right'
def auto_fire(self):
random_num=random.randint(1,40)
if random_num>37:
bullet1=EnemyBullet1(self.screen,self.rect.left,self.rect.top)
self.bullets1.add(bullet1)
Enemy.enemy_bullets1.add(bullet1)
if random_num<=1:
bullet2=EnemyBullet2(self.screen,self.rect.left,self.rect.top)
self.bullets2.add(bullet2)
Enemy.enemy_bullets2.add(bullet2)
class EnemyBullet1(pygame.sprite.Sprite):
def __init__(self,screen,x,y):
pygame.sprite.Sprite.__init__(self)
self.image=pygame.image.load("./python/python.png")
self.rect=self.image.get_rect()
self.rect.topleft=[x+20,y+20]
self.screen=screen
self.speed=10
def update(self):
self.rect.top+=self.speed
if self.rect.top>830:
self.kill()
class EnemyBullet2(pygame.sprite.Sprite):
def __init__(self,screen,x,y):
pygame.sprite.Sprite.__init__(self)
self.image=pygame.image.load("./python/steam.png")
self.rect=self.image.get_rect()
self.rect.topleft=[x+20,y+20]
self.screen=screen
self.speed=10
def update(self):
self.rect.top+=self.speed
if self.rect.top>830:
self.kill()
class Bomb(object):
def __init__(self,screen,type):
self.screen=screen
if type=='enemy':
self.mImage=[pygame.image.load
("./python/4"+str(v)+".png") for v in range(1,5)]
else:
self.mImage=[pygame.image.load
("./python/4"+str(v)+".png") for v in range(1,5)]
self.mIndex=0
self.mPos=[0,0]
self.mVisible=False
def action(self,rect):
self.mPos[0]=rect.left
self.mPos[1]=rect.top
self.mVisible=True
def draw(self):
if not self.mVisible:
return
self.screen.blit(self.mImage[self.mIndex],(self.mPos[0],self.mPos[1]))
self.mIndex+=1
if self.mIndex>=len(self.mImage):
self.mIndex=0
self.mVisible=False
class Manager(object):
bg_size=(542,830)
game_over_id=11 #1-32中任意一個
is_game_over=False
is_game_up=False
game_up_id=11
score=0
def __init__(self):
pygame.init()
self.screen=pygame.display.set_mode((542,830),0,32)
#視窗
self.background=pygame.image.load("./python/1.png")
#背景
self.players=pygame.sprite.Group()
#裝玩家精靈的group
self.enemys=pygame.sprite.Group()
#裝敵機精靈的group
self.player_bomb=Bomb(self.screen,'player')
#玩家爆炸物件
self.enemy_bomb=Bomb(self.screen,'enemy')
#敵機爆炸物件
def exit(self):
print('退出')
pygame.quit()
exit()
def new_player(self):
player=Hero(self.screen)
self.players.add(player)
def new_enemy(self):
enemy=Enemy(self.screen)
self.enemys.add(enemy)
def drawText(self,score:int,x,y,textHeight=30,fontColor=(100,200,0),backgroundColor=None):
self.word = f"Score: {score}"
font_obj=pygame.font.Font('./python/方.TTF',textHeight)
text_obj=font_obj.render(self.word,True,fontColor,backgroundColor)
text_rect=text_obj.get_rect()
text_rect.topleft=(x,y)
self.screen.blit(text_obj,text_rect)
def main(self):
self.new_player()
self.new_enemy()
while True:
self.screen.blit(self.background,(0,0))
self.drawText(Manager.score,0,0)
for event in pygame.event.get():
#判斷
if event.type==pygame.QUIT:
self.exit()
self.player_bomb.draw()
self.enemy_bomb.draw()
if self.players.sprites():
isover=pygame.sprite.spritecollide(self.players.sprites()[0],Enemy.enemy_bullets2,True)
if isover:
Manager.is_game_over=True
pygame.time.set_timer(Manager.game_over_id,1000)
print('中彈')
print('遊戲結束了')
self.player_bomb.action(self.players.sprites()[0].rect)
self.players.remove(self.players.sprites()[0])
if self.players.sprites():
isup=pygame.sprite.spritecollide(self.players.sprites()[0],Enemy.enemy_bullets1,True)
if isup:
Manager.is_game_up=True
pygame.time.set_timer(Manager.game_up_id,10)
print('獲取')
Enemy.enemy_bullets1.remove(Enemy.enemy_bullets1.sprites()[0])
Manager.score += 10
print(Manager.score)
iscollide=pygame.sprite.groupcollide(self.players,self.enemys,True,True)
if iscollide:
items=list(iscollide.items())[0]
print(items)
x=items[0]
y=items[1][0]
self.player_bomb.action(x.rect)
self.enemy_bomb.action(y.rect)
Manager.score+=500000000000000
self.players.update()
self.enemys.update()
pygame.display.flip()
pygame.display.update()
time.sleep(0.01)
if __name__=='__main__':
manager=Manager()
manager.main()
def main():
#視窗
screen=pygame.display.set_mode((542,830),0,32)
#背景
background=pygame.image.load("./python/1.png")
player=Hero(screen)
enemy=Enemy(screen)
while True:
screen.blit(background,(0,0))
for event in pygame.event.get():
if event.type==pygame.QUIT:
pygame.qiut()
exit()
player.key_control()
player.display()
enemy.display()
enemy.auto_move()
enemy.auto_fire()
pygame.display.update()
time.sleep(0.01)
if __name__=='__main__':
main()三、伺服器上執行：
3.1配置伺服器
由於C語言課程也需要用到華為雲伺服器，所以直接使用上次已經購買好的伺服器，就不再進行購買和配置。
3.2在 Linux 系統安裝 X11 轉發的必要軟體包
由於伺服器沒有自帶圖形介面，所以首先安裝遊戲執行所需介面（xming）
# yum install -y xauth
# yum install -y xclock其中”xauth”用於 X11 轉發認證，而”xclock”是一個十分簡單的 GUI 程式，用於驗證 X11 轉發是否成功。
在伺服器端vi /etc/ssh/sshd_config,(用vim編輯器開啟sshd_config檔案)
新增一行:X11Forwarding yes(按i進入編輯模式，按Esc退出編輯，按: 輸入wq退出vim)
重啟sshd
systemctl restart sshd.service --重啟
3.3下載 Xming
由於華為伺服器沒有自帶的彈出介面，安裝xming來提供linux圖形介面
安裝好xming之後，啟動”xlaunch”工具，預設安裝位置為”C:\Program Files (x86)\Xming\XLaunch.exe”，會見到如下配置選擇介面：
在ssh的x11中勾選enable x11 forwarding
3.4 ECS環境執行
嘗試執行慘遭失敗
詢問課代表解決問題，更換為另一個伺服器成功執行~
在xming介面中運行遊戲
成功啦~（雖然超級卡根本沒法玩）
四、遇到的問題和解決辦法
1.視窗剛開啟就閃退
解決方案：是因為執行一次之後就結束了，要把screen加到while True迴圈裡面，使其一直執行
2..寫到子彈類發現無法執行，視窗剛彈出就消失
解決方法：發現呼叫Group函式的時候忘記在後面寫()，相當於沒有執行這個函式，加上括號之後就可以成功射出子彈了
3.計分板一直為0，無法重新整理
解決方案：開始以為問題出在沒有把score呼叫好，把score在Manager的開頭定義，然後在def main()中呼叫Manager.score，但是還是不行。後來我把判斷if isup==True：改成了if isup：，即可成功使計分板重新整理。
4.在華為伺服器執行python檔案時沒有畫面，且會報錯
解決方案：通過課代表在群裡的提醒後，下載了一個xming，並根據群裡發的參考連結，結合課代表的熱心幫助，最終解決了這個問題
5.執行找不到圖片
解決方案：圖片路徑是原來本地資料夾的，而沒有改為當前伺服器資料夾。改寫為./xxx.png之後成功執行（./指當前資料夾）
五、課程小結
課程總結與感想：
在學習程式設計之前，我一直對C語言和python這些是有“學習障礙”的。說是“學習障礙”，其實只是我不善於理解那些語法知識，而出現一下子無法解決的錯誤就覺得很心累，想要放棄。在現在學習的一個學期的程式設計的我看來，這都是很正常的現象，儘管當時真的對於那些很難理解的東西都感到絕望了，但是隨著不斷的堅持和時間的積累，自己的水平和技能一定會提高。我認為學習程式設計就是這樣，暫時無法理解的東西，會隨著學習的深入而自然瓦解。
python這門課的學習也是如此。在剛開課的時候，我對於python這種語言的理解就是“簡潔”，定義一個量不需要像C語言那樣寫上變數型別，而是隻要寫等號就行了。然後之後課上演示運行了input和print函式也很容易，後面講了for和while的迴圈，continue、break、pass也很好理解記憶，那時候的我還是遊刃有餘的。但是隨著課程的推進，序列list、元組Tuple、字典Dictionary等知識讓我覺得這門課忽然變得有些難度，相關的排序、訪問什麼什麼的操作也不太能記得住，後面的正則表示式、類（面向物件程式設計）、socket（套接字）等知識更是使我在課上反應不過來，根據自己的理解就是檢索替換之類的功能、程式分類封裝使用、伺服器建立連線吧，只能心累地跟著老師做。反思一下，其實我在課後練習的時間也不夠，所以才會產生這樣的惡行迴圈。
但是結課之後，我通過做遊戲潛心學習了python的類和函式呼叫等知識，儘管自己寫程式還很吃力，但我逐漸理解了序列的使用和麵向物件程式設計的優勢和強大，原本無法理解、讓我絕望的知識也不過是邏輯框架下設定的工具而已，而且python本就是很方便使用的工具，我現在覺得很有自信繼續學好python這門語言了。所以我說“暫時無法理解的東西，會隨著學習的深入而自然瓦解”，就是這樣的道理。
然而經過一個學期的學習，我的收穫相對於老師的付出來說還是少了，但是我決定在假期、在之後的學期裡自行學習python，把學習這門語言作為我的階段目標。
課程體會和建議
王志強老師上課很幽默，而且是一位很負責、敬業的老師，我很喜歡上王老師的課。
我覺得課程後面進度太快了，儘管課後可以看雲班課上的檔案，正則表示式開始就不太能夠跟上，建議除了實驗作業之外應該多多佈置一些小作業來讓我們自行練習。
還有就是下學期還能開這門課就更好了。
參考資料：
[1]: 超適合小白練手的python小遊戲專案【飛機大戰】手把手教學
[2]:軟體開發|新增計分到你的 Python 遊戲 (linux.cn)
[3]:(18條訊息) Python 類的定義與使用_區域性最優解的部落格-CSDN部落格_python類的定義與使用
[4]:https://www.linuxidc.com/Linux/2017-01/139241.htm
[5]:https://www.freesion.com/article/73691086600/
[7]:https://www.jianshu.com/p/23ba123ee874
參考資料：
[1]: 超適合小白練手的python小遊戲專案【飛機大戰】手把手教學
[2]:軟體開發|新增計分到你的 Python 遊戲 (linux.cn)
[3]:(18條訊息) Python 類的定義與使用_區域性最優解的部落格-CSDN部落格_python類的定義與使用
[4]:https://www.linuxidc.com/Linux/2017-01/139241.htm
[5]:https://www.freesion.com/article/73691086600/
[7]:https://www.jianshu.com/p/23ba123ee874
[8]:Linux終端如何執行py檔案【python程式碼檔案】_pythonlamb的部落格-CSDN部落格_linux執行py檔案