20212109《Python程序设计》实验四 Python综合实践实验报告

课程：《Python程序设计》
班级： 2121
姓名： 施铖哲
学号： 20212109
实验教师：王志强
实验日期：2022年5月28日
必修/选修：公选课

一、实验题目：

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。

这里我选择根据飞机大战相似的模式自制游戏。

二、实验过程：

2.1制作目标

2.1.1灵感来源

基于B站教学视频制作魔改游戏，发现飞机大战很好玩，就想根据这个做自己的垃圾大战

2.1.2游戏介绍

把自己操控的飞机改为回收站，把敌方飞机改为pycharm图标，pycharm会不断射出名为python的文件夹和steam的图标，回收站碰到steam图标会挂，而碰到python文件夹可以加分，一次加十分。

操控由键盘的上下左右完成，敌方pycharm会自动左右移动。

如果直接用回收站撞pycharm的话，解锁同归于尽结局，获得500000000000000分。

2.2制作过程

2.2.1我在B站学python

由于上课处于比较懵的状态，类的知识学的还是不扎实的，所以决定跟着B站飞机大战教程重新学习。

但是由于游戏内容相似但不一样，所以我参考了一部分代码，而自己完成了一部分。

2.2.2制作流程

制作游戏必需pycharm，终端下载

先在主函数里面编写，建立窗口，后面添加类

就是这个背景

窗口这里需要注意（542，830）与添加的图片规格一致

先载入图片，然后blit添加，然后display展示

Hero玩家类

使用键盘监听来实现操控，而监听同时需要在while True循环里面出现，否则只会响应一下无法连续响应

而添加入循环之后又有速度太快的问题，这时候需要time.sleep控制

Enemy敌人类

基本与Hero类一样，但是把键盘监听改成自动move，添加自动fire的方法

这里auto_move的范围即界面宽度减去自身图片宽度

auto_fire使用random.randint(1,40）来实现随机开火，这一方法会用在两种子弹中，而根据游戏难度两种子弹生成的概率设置是不一样的

敌人子弹类（一个是加分的python，一个是会死的steam）

bullet1

bullet2

使用矩形rect的方法（pygame自带），kill()即消灭自身

rect方法下的坐标

爆炸类

检测回收站和python、steam两种子弹以及pycharm图标之间的矩形碰撞，并加载动画

(动画就是这两个图片来回切换几次）

注意这一类并不能完全实现功能，还需要管理类中主函数方法的while循环进行控制，从而实现碰撞后图片的清除和分数的记录

管理类

用于管理前面数个类的方法

由于很长，中间略，下面会放源代码

主函数

最后运行主函数

运行效果

死亡动画（没法放视频，截了一下中间的图片）

撞到pycharm之后的结局（加500000000000000分）

2.3相关知识

2.3.1类

初始化

实例化对象时可以传入参数，这些参数会传入__init__()方法中，可以通过重写这个方法来定义对象的初始化操作

加pygame.sprite.Sprite.__init__(self)是为了主要矩形rect的方法调用

self

通常需要将函数的第一个参数定义成self，而self指向对象本身

之后在这个类里面写都要在前面加self，表示自己的参数和函数方法

然后调用别的类中的就是写别的类的名称（例如此处的Enemy.enemy_bullets）

父类和子类继承

此处pygame.sprite.Sprite就是父类，位于pygame模块中，所以不用自己写。

而Enemy就是自己创建的子类

调用父类，继承函数方法

2.3.2pygame的函数

图像和矩形（上面讲过了）

Group()

用于装子弹，使用起来相当于列表list

退出模块

字体

事件判断

碰撞用到的方法

刷新界面（安了两个）

time

pygame.time.set_timer()

功能：在事件队列上重复创建事件

2.3.3文字

分数面板的制作需要用到文字，不难但是比较特殊

在定义函数之后，设置内容、两个颜色和字体，然后导成矩形贴到界面上

2.4源代码

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):
        #监听
        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):
        #贴飞机图
        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中任意一个
    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)
        #窗口
        self.background=pygame.image.load("./python/1.png")
        #背景
        self.players=pygame.sprite.Group()
        #装玩家精灵的group
        self.enemys=pygame.sprite.Group()
        #装敌机精灵的group
        self.player_bomb=Bomb(self.screen,'player')
        #玩家爆炸对象
        self.enemy_bomb=Bomb(self.screen,'enemy')
        #敌机爆炸对象

    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():
                #判断
                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('中弹')
                    print('游戏结束了')
                    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('获取')
                    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():
    #窗口
    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、服务器上运行：

3.1配置服务器

由于C语言课程也需要用到华为云服务器，所以直接使用上次已经购买好的服务器，就不再进行购买和配置。

3.2在 Linux 系统安装 X11 转发的必要软件包

由于服务器没有自带图形界面，所以首先安装游戏运行所需界面（xming）

# yum install -y xauth
# yum install -y xclock

其中”xauth”用于 X11 转发认证，而”xclock”是一个十分简单的 GUI 程序，用于验证 X11 转发是否成功。

在服务器端vi /etc/ssh/sshd_config,(用vim编辑器打开sshd_config文件)

添加一行:X11Forwarding yes(按i进入编辑模式，按Esc退出编辑，按: 输入wq退出vim)

重启sshd
systemctl restart sshd.service  --重启

3.3下载 Xming

由于华为服务器没有自带的弹出界面，安装xming来提供linux图形界面

安装好xming之后，启动”xlaunch”工具，默认安装位置为”C:\Program Files (x86)\Xming\XLaunch.exe”，会见到如下配置选择界面：

在ssh的x11中勾选enable x11 forwarding

3.4 ECS环境运行

尝试运行惨遭失败

询问课代表解决问题，更换为另一个服务器成功运行~

在xming界面中运行游戏

成功啦~（虽然超级卡根本没法玩）

四、遇到的问题和解决办法

1.窗口刚打开就闪退

解决方案：是因为执行一次之后就结束了，要把screen加到while True循环里面，使其一直运行

2..写到子弹类发现无法运行，窗口刚弹出就消失

解决方法：发现调用Group函数的时候忘记在后面写()，相当于没有执行这个函数，加上括号之后就可以成功射出子弹了

3.计分板一直为0，无法刷新

解决方案：开始以为问题出在没有把score调用好，把score在Manager的开头定义，然后在def main()中调用Manager.score，但是还是不行。后来我把判断if isup==True：改成了if isup：，即可成功使计分板刷新。

4.在华为服务器运行python文件时没有画面，且会报错

解决方案：通过课代表在群里的提醒后，下载了一个xming，并根据群里发的参考链接，结合课代表的热心帮助，最终解决了这个问题

5.运行找不到图片

解决方案：图片路径是原来本地文件夹的，而没有改为当前服务器文件夹。改写为./xxx.png之后成功运行（./指当前文件夹）

五、课程小结

课程总结与感想：

在学习编程之前，我一直对C语言和python这些是有“学习障碍”的。说是“学习障碍”，其实只是我不善于理解那些语法知识，而出现一下子无法解决的错误就觉得很心累，想要放弃。在现在学习的一个学期的编程的我看来，这都是很正常的现象，尽管当时真的对于那些很难理解的东西都感到绝望了，但是随着不断的坚持和时间的积累，自己的水平和技能一定会提高。我认为学习编程就是这样，暂时无法理解的东西，会随着学习的深入而自然瓦解。

python这门课的学习也是如此。在刚开课的时候，我对于python这种语言的理解就是“简洁”，定义一个量不需要像C语言那样写上变量类型，而是只要写等号就行了。然后之后课上演示运行了input和print函数也很容易，后面讲了for和while的循环，continue、break、pass也很好理解记忆，那时候的我还是游刃有余的。但是随着课程的推进，序列list、元组Tuple、字典Dictionary等知识让我觉得这门课忽然变得有些难度，相关的排序、访问什么什么的操作也不太能记得住，后面的正则表达式、类（面向对象编程）、socket（套接字）等知识更是使我在课上反应不过来，根据自己的理解就是检索替换之类的功能、程序分类封装使用、服务器建立连接吧，只能心累地跟着老师做。反思一下，其实我在课后练习的时间也不够，所以才会产生这样的恶行循环。

但是结课之后，我通过做游戏潜心学习了python的类和函数调用等知识，尽管自己写程序还很吃力，但我逐渐理解了序列的使用和面向对象编程的优势和强大，原本无法理解、让我绝望的知识也不过是逻辑框架下设置的工具而已，而且python本就是很方便使用的工具，我现在觉得很有自信继续学好python这门语言了。所以我说“暂时无法理解的东西，会随着学习的深入而自然瓦解”，就是这样的道理。

然而经过一个学期的学习，我的收获相对于老师的付出来说还是少了，但是我决定在假期、在之后的学期里自行学习python，把学习这门语言作为我的阶段目标。

课程体会和建议

王志强老师上课很幽默，而且是一位很负责、敬业的老师，我很喜欢上王老师的课。

我觉得课程后面进度太快了，尽管课后可以看云班课上的文件，正则表达式开始就不太能够跟上，建议除了实验作业之外应该多多布置一些小作业来让我们自行练习。

还有就是下学期还能开这门课就更好了。

参考资料：

[1]: 超适合小白练手的python小游戏项目【飞机大战】手把手教学

[2]:软件开发|添加计分到你的 Python 游戏 (linux.cn)

[3]:(18条消息) Python 类的定义与使用_局部最优解的博客-CSDN博客_python类的定义与使用

[4]:https://www.linuxidc.com/Linux/2017-01/139241.htm

[5]:https://www.freesion.com/article/73691086600/

[6]:https://www.daehub.com/archives/9949.html#:~:text=%E5%85%B6%E4%B8%AD%20PuTTY%20%E6%98%AF%20SSH%20%E5%AE%A2%E6%88%B7%E7%AB%AF%EF%BC%8C%E8%80%8C,Xming%20%E5%88%99%E6%98%AF%20Windows%20%E5%B9%B3%E5%8F%B0%E7%9A%84%20X%20%E6%9C%8D%E5%8A%A1%E5%99%A8%E3%80%82

[7]:https://www.jianshu.com/p/23ba123ee874

[8]:Linux终端如何运行py文件【python代码文件】_pythonlamb的博客-CSDN博客_linux运行py文件