一、實驗內容

內容：

製作“打敗外星人”小遊戲，並在華為雲上執行

要求：

遊戲開始時，玩家駕駛一架飛船出現在螢幕的底部中央，玩家可以通過方向鍵控制飛船的左右移動，還可以按空格鍵發射子彈，用來射殺出現在螢幕頂部的外星人。當所有的外星人都被射殺後，將會出現一群新的外星人。

二、實驗過程及結果

1．編寫程式

引用庫：Pygame（遊戲套件庫）

程式程式碼：

1）主函式：

import sys
import pygame
class AlienInvasion:
    def __init__(self):
        '''設定遊戲'''
        from Setting import
 
 Settings
        from Ship import Ship
        pygame.init()
        self.settings = Settings()
        self.screen = pygame.display.set_mode((self.settings.screen_width, self.settings.screen_height))
        pygame.display.set_caption("Alien Invasion")   # 設定視窗上的遊戲名
        self.ship = Ship(self)
        self.ship 
 
= Ship(self)
        self.bullets = pygame.sprite.Group()
        self.aliens = pygame.sprite.Group()
        self._create_fleet()

    def _check_keydown_events(self, event):
        """響應按鍵"""
        if event.key == pygame.K_RIGHT:
            self.ship.moving_right = True
        elif event.key == pygame.K_LEFT:
            self.ship.moving_left 
 
= True
        elif event.key == pygame.K_q:  # 按q鍵退出
            sys.exit()
        elif event.key == pygame.K_SPACE:
            self._fire_bullet()

    def _check_keyup_events(self, event):
        """響應鬆開"""
        if event.key == pygame.K_RIGHT:
            self.ship.moving_right = False
        elif event.key == pygame.K_LEFT:
            self.ship.moving_left = False

    def _check_events(self):
        """監視鍵盤和滑鼠事件。"""
        for event in pygame.event.get():
            if event.type == pygame.QUIT:  # 滑鼠點選右上角的叉叉時就退出
                sys.exit()
            elif event.type == pygame.KEYDOWN:
                self._check_keydown_events(event)
            elif event.type == pygame.KEYUP:
                self._check_keyup_events(event)

    def _update_screen(self):
        """更新螢幕上的影象，並切換到新螢幕"""
        self.screen.fill(self.settings.bg_color)
        self.ship.blitme()
        for bullet in self.bullets.sprites():
            bullet.draw_bullet()
        self.aliens.draw(self.screen)
        pygame.display.flip()


    def _fire_bullet(self):
        from bullet import Bullet
        """建立一顆子彈，並將其加入編組bullet中"""
        if len(self.bullets) < self.settings.bullets_allowed:
            new_bullet = Bullet(self)
            self.bullets.add(new_bullet)

    def _update_bullets(self):
        """更新子彈的位置並刪除消失的子彈"""
        # 更新子彈的位置
        self.bullets.update()

        # 刪除消失的子彈
        for bullet in self.bullets.copy():
            if bullet.rect.bottom <= 0:
                self.bullets.remove(bullet)

        collisions = pygame.sprite.groupcollide(self.bullets, self.aliens, True, True)

        if not self.aliens:
            self.bullets.empty()
            self._create_fleet()

        if not self.aliens:
            self.bullets.empty()
            self._create_fleet()

    def _create_alien(self, row_number, alien_number):
        """建立一個外星人並放在當前行"""
        from alien import Alien
        alien = Alien(self)
        alien_width = alien.rect.width
        alien.x = alien_width + 2 * alien_width * alien_number
        alien.rect.x = alien.x
        alien.rect.y = alien.rect.height + 2 * alien.rect.height * row_number
        self.aliens.add(alien)

    def _change_fleet_direction(self):
        """改變外星人的移動方向"""
        self.settings.fleet_direction *= -1

    def _create_fleet(self):
        """建立外星人群"""
        # 建立一個外星人並計算一行可容納多少個外星人
        # 外星人的間距為外星人的寬度
        from alien import Alien
        alien = Alien(self)
        alien_width = alien.rect.width
        available_space_x = self.settings.screen_width - (2 * alien_width)
        number_aliens_x = available_space_x // (2 * alien_width)
        alien_height = alien.rect.height
        ship_height = self.ship.rect.height
        available_space_y = self.settings.screen_height - (3 * alien_height) - ship_height
        number_rows = available_space_y // (2 * alien_height)
        # 建立第一行外星人
        for row_number in range(number_rows):
            for alien_number in range(number_aliens_x):
                self._create_alien(row_number, alien_number)

    def _update_aliens(self):
        """更新外星人群中所有外星人的位置"""
        self._check_fleet_edges()
        self.aliens.update()

    def _check_fleet_edges(self):
        """有外星人到達螢幕邊緣時採取相應的措施"""
        for alien in self.aliens.sprites():
            if alien.check_edges():
                self._change_fleet_direction()
                break

    def run_game(self):
        """開始遊戲的主迴圈"""
        while True:
            self._check_events()
            self.ship.update()
            self.bullets.update()
            self._update_bullets()
            self._update_aliens()
            self._update_screen()

if __name__ == '__main__':
    # 建立遊戲例項並運行遊戲
    ai = AlienInvasion()   # 建立一個AlienInvasion例項
    ai.run_game()   # 呼叫run_game方法

2）setting函式：

class Settings:
    """儲存遊戲Alien_invasion中所有設定的類"""

    def __init__(self):
        """初始化遊戲的設定"""
        # 螢幕設定
        self.screen_width = 1200
        self.screen_height = 750
        self.bg_color = (230, 230, 230)

        # 飛船設定
        self.ship_speed = 0.5

        # 子彈設定
        self.bullet_speed = 0.1
        self.bullet_width = 3
        self.bullet_height = 15
        self.bullet_color = (60, 60, 60)
        self.bullets_allowed = 3

        # 外星人設定
        self.alien_speed = 0.05
        self.fleet_drop_speed = 10
        # fleet_direction為1表示向右移動，為-1表示向左移動
        self.fleet_direction = 1

3）bullet函式

import pygame
from pygame.sprite import Sprite


class Bullet(Sprite):
    """管理飛船所發射子彈的類"""

    def __init__(self, ai_game):
        """在飛船當前位置建立一個新的子彈物件"""
        super().__init__()
        self.screen = ai_game.screen
        self.settings = ai_game.settings
        self.color = self.settings.bullet_color

        # 在(0, 0)處建立一個表示子彈的矩形，再設定正確的位置
        self.rect = pygame.Rect(0, 0, self.settings.bullet_width, self.settings.bullet_height)
        self.rect.midtop = ai_game.ship.rect.midtop

        # 儲存用小數表示的子彈位置
        self.y = float(self.rect.y)

    def update(self):
        """向上移動子彈"""
        from Setting import Settings
        self.settings = Settings()
        self.y -= self.settings.bullet_speed         # 更新表示子彈位置的小數值
        self.rect.y = self.y                        # 更新表示子彈的rect的位置

    def draw_bullet(self):
        """在螢幕上繪製子彈"""
        pygame.draw.rect(self.screen, self.color, self.rect)

4）alien函式

import pygame

from pygame.sprite import Sprite


class Alien(Sprite):
    """表示單個外星人的類"""

    def __init__(self, ai_game):
        """初始化外星人並設定其起始位置"""
        from Setting import Settings
        super().__init__()
        self.screen = ai_game.screen
        self.settings = ai_game.settings
        super().__init__()
        self.screen = ai_game.screen
        # 載入外星人影象並設定其rect屬性
        self.image = pygame.image.load('alien.bmp')
        self.rect = self.image.get_rect()
        # 每個外星人都出現在螢幕左上角附近
        self.rect.x = self.rect.width
        self.rect.y = self.rect.height
        # 儲存外星人的精確水平位置
        self.x = float(self.rect.x)

    def check_edges(self):
        """如果外星人位於螢幕邊緣，就返回True"""
        screen_rect = self.screen.get_rect()
        if self.rect.right >= screen_rect.right or self.rect.left <= 0:
            return True

    def update(self):
        """向左或向右移動外星人"""
        self.x += (self.settings.alien_speed * self.settings.fleet_direction)
        self.rect.x = self.x

5）ship函式

import pygame


class Ship:
    """管理飛船的類"""

    def __init__(self, ai_game):
        """初始化飛船並設定其初始位置"""
        self.screen = ai_game.screen
        self.settings = ai_game.settings
        self.screen_rect = ai_game.screen.get_rect()
        # 載入飛船影象並獲取其外界矩形
        self.image = pygame.image.load('ship.png')
        self.rect = self.image.get_rect()
        # 對於每艘新的飛船，都將其放在螢幕底部的中央
        self.rect.midbottom = self.screen_rect.midbottom   # 意思是飛船底部中央和螢幕底部中央對齊
        # 在飛船的屬性x中儲存小數值
        self.x = float(self.rect.x)
        # 移動標誌
        self.moving_right = False
        self.moving_left = False

    def update(self):
        """根據移動標誌調整飛船的位置"""
        # 更新飛船而不是rect物件的x值
        if self.moving_right and self.rect.right < self.screen_rect.right:
            self.x += self.settings.ship_speed
        if self.moving_left and self.rect.left > 0:
            self.x -= self.settings.ship_speed
        # 根據self.x更新rect物件
        self.rect.x = self.x

    def blitme(self):
        """在指定的位置繪製飛船"""
        self.screen.blit(self.image, self.rect)

    def center_ship(self):
        """讓飛船在螢幕底部居中"""
        self.rect.midbottom = self.screen_rect.midbottom
        self.x = float(self.rect.x)

一個遊戲通常由很多的設定，我們可以通過建立多個小模組，將不同門類的設定放於對應的檔案中。這樣，每當需要訪問設定時，只需使用一個設定物件。另外，在專案增大時，每次修改設定將變得更加容易。

2．上傳至華為雲執行

1）購買華為雲

本次實驗使用的是之前程式基礎課購買的虛擬機器

2）安裝python３

由於華為雲自帶的是python2，而我們使用的python3和python2很多語法有差異，使用python2不能執行，需要自行安裝python3。

安裝過程如下：

wget https://files.pythonhosted.org/packages/1a/04/d6f1159feaccdfc508517dba1929eb93a2854de729fa68da9d5c6b48fa00/setuptools-39.2.0.zip

unzip setuptools-39.2.0.zip

cd setuptools-39.2.0

python3 setup.py build
#以上命令用於下載setuptool
wget https://files.pythonhosted.org/packages/ae/e8/2340d46ecadb1692a1e455f13f75e596d4eab3d11a57446f08259dee8f02/pip-10.0.1.tar.gz

tar xf pip-10.0.1.tar.gz

cd pip-10.0.1

python3 setup.py install
#以上下載pip3--10.0.1

pip3 install pygame

檢查是否安裝完成：當輸入python3時可以發現已經安裝python-3.7.4

3）嘗試用putty執行

注意使用python3這個指令來執行

發現缺少pygame庫

安裝pygame庫

pip install pygame

但是出現報錯：

 按照提示更新pip

pip install --upgrade pip

更新後再次下載，安裝成功

再次執行

提示錯誤：

 需要視覺化

4）視覺化過程

安裝Xming與putty相配合：

更改設定：

#1.在虛擬機器中安裝xterm和xauth:
yum install xterm
yum install xauth
#2.在putty中輸入vi /etc/ssh/sshd_config,按i進入編輯，新增一行:
X11Forwarding yes
#按esc，輸入：wq後退出
#3.重啟sshd
systemctl restart sshd.service  #--重啟
systemctl status sshd.service   #--檢視狀態

再次執行：輸入

cd test #進入資料夾
python3 main.py #執行主函式

完成執行：

三、問題與感悟

1.實驗中遇到的問題

1）在學習編寫遊戲程式的過程中由於是初次使用呼叫其他檔案中的函式，“from setting import settings”等引用語句插入位置是經過反覆調整後才能夠執行的

2）在編寫子彈的過程中，子彈一直瞬移到螢幕頂端，始終無法與外星人圖示相碰撞，在反覆研究無果後，選擇將子彈的運動程式與外星人運動程式相對比發現“self.y -= self.settings.bullet_speed”語句中少了一個“-”導致位置出錯。

3）在把程式碼上傳至華為雲的過程中困難重重，最後是結合了C語言課程所用的Putty和Winscp，在網上查閱資料後一步步解決

2.結課感悟

Python課總的來說深入淺出，而且內容非常豐富，講了很多別的老師沒有講的知識，對總體體系的搭建來說很有幫助。

對我來說本學期比較困難的內容就是正則表示式的使用以及最後爬蟲的有關應用。有的時候不能理解其中的原理對於知識的理解還是有很大的困難的，知道了某一個語句可以實現一個功能，但是語句自身比較長十分複雜也不容易其自身的邏輯，就很難記憶，時間久瞭如果沒有比較系統的知識整理就可能不記得。就比如每一次通過cmd進行安裝的時候都是現用現找永遠不知道應該用哪條指令。

但同時，python課大大提高了我的自我學習能力畢竟百度在手天下我有，學習了計算機之後最大的感慨大概就是查閱網路資料真的是問題解決的最佳途徑，通過不斷的查閱資料解決問題，我也掌握了更多的知識。

人生苦短，我用python！