20234229 2023-2024-2 《Python程序设计》实验4 Python综合实践

[20234229牛玉立]

课程：《Python程序设计》
班级： 2342
姓名： 牛玉立
学号：20234229

实验教师：王志强
实验日期：2024年5月14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。
课代表和各小组负责人收集作业（源代码、视频、综合实践报告）

例如：编写从社交网络爬取数据，实现可视化舆情监控或者情感分析。

例如：利用公开数据集，开展图像分类、恶意软件检测等

例如：利用Python库，基于OCR技术实现自动化提取图片中数据，并填入excel中。

例如：爬取天气数据，实现自动化微信提醒

例如：利用爬虫，实现自动化下载网站视频、文件等。

例如：编写小游戏：坦克大战、贪吃蛇、扫雷等等

注：在Windows/Linux系统上使用VIM、PDB、IDLE、Pycharm等工具编程实现。

我的内容类似于编写小游戏，主要分为两个程序，一是通过代码的编写构造出烟花绽放的动态，二是通过代码的编写构造一个闪动的爱心形状。

2. 实验过程及结果

一，绘制动态烟花绽放，以下为编写过程和思路。

首先，使用import语句导入模块，主要包括导入专门为编写电子游戏而设计的pygame模块，循环语句和time时间模块，方便后续程序的编写。其次设置窗口尺寸、定义颜色，并对游戏初始化，定义构造函数init，定义游戏的模式和说明文字（firework烟花）。

第二步：主要使用random.randint()，根据所定参数随机生成函数，包括对烟花宽度、高度、颜色、速度的设置数据限制。

其次，下列包含一个名为explode的函数，该函数接受一个名为sparks的参数。此函数通过使用for循环生成50个spark对象，并将其附加到传递的sparks列表中，这主要设置的是一个类似于火花的效果，而这个火花的属性有x、y、color。 

然后，再定义一个参数screen，下一步分别创建pygame屏幕的颜色和圆形图案的颜色。

接下来，我们使用初始化函数init分别定义火花的x、y位置和颜色，并且定义了初始速度、速度属性的取值范围，主要为了模拟烟花的整体效果。

然后，我们定义该物体的移动行为：物体在x和y方向上分别加上x和y方向上的速度，它还会在y方向上受到一定加速度的影响，年龄属性也会相对增加。 

接下来，设置clock函数，要定义烟花fireworks和sparks的时间。然后，获取程序开始的时间，设置程序总运行时间（为3分钟）， 并且设置当前程序运行时间。最后，利用while循环判断当前运行时间是否小于总运行时间，若事件运行时间和总时间相等则停止，若继续运行则表示错误。

然后，利用if循环和for in range赋值，绘制新烟花并且更新和绘制烟花。

接下来，设置移动和绘制火花，更新程序运行时间，添加时间延迟，让程序暂停0.1秒。 

下面为烟花绽放的动态视频展示：

下面为烟花源代码：

gittee上的代码地址： https://gitee.com/niu-yuli/20234229-niu-yuli/blob/master/%E7%AC%AC%E5%9B%9B%E6%AC%A1%E5%AE%9E%E9%AA%8C%E7%A8%8B%E5%BA%8F2.py

二， 绘制爱心，并展示其形成过程，以下为具体编写过程和思路图片展示：

下面为爱心代码运行的视频：

下面为爱心源代码：

gittee上的爱心代码：https://gitee.com/niu-yuli/20234229-niu-yuli/blob/master/%E7%AC%AC%E5%9B%9B%E6%AC%A1%E5%AE%9E%E9%AA%8C%E4%B9%8B%E7%88%B1%E5%BF%83%E4%BB%A3%E7%A0%81.py

3. 实验过程中遇到的问题和解决过程

问题1：在两个实验中我均遇到了pygame不存在的问题，pygame的缺少导致python中许多代码的无法运行或显示错误，如下图所示：

解决过程：于是我上网查找如何下载pygame：首先打开我的终端或者命令提示符，其次，安装pygame在终端或命令提示符上，最后，可以在python中验证是否安装成功，下面是我的解决过程：

问题2：许多陌生的函数句法和较为负责的逻辑代码让我无法理解。
解决过程：查找相关的英语单词，联系python的上下语句进行理解，并在网上查找相关句法的用法，结合老师上课讲的基础最终得以理解。  

4.课程总结与感想

带我进入python天地的是python的第二节课内容：王老师讲授的是动态数据类型，其中包括整形、浮点型（表示代表有小数点的实数）、字符串型（表示文本或字符串序列，这些字符可以是字母、数字、符号、空格等，并且它们通常按照一定的顺序排列）、布尔型（用于表示逻辑值真或假，通常只有两种取值：true和false），这些数据类型就像是组成一栋大楼的砖瓦，python就是由这些种种的动态数据类型组成的运行程序。

第三节python课，我们了解到了许多python运行的内在法则，例如：python要遵循一定的代码缩进（一个tab或者四个空格）、在python给字符起名字叫做标识符，而且标识符不能与保留字相同、还有输入输出代码等等

第四节python课，我们认识了python中的序列——列表【】、元组（）：元素不能改变、集合{}、字典{K:V,K:V...},在介绍完这些之后，我们了解了一种高级的索引方式“切片”，使用这个可以从字符串、列表、元组等集合中取出自己想要的部分。

第二节实验课，我们在了解完序列之后，进一步在python中使用函数来编辑代码，这一过程自己命名函数，可以选择不同的数学算法对数据进行处理。

令我印象最深刻是第三节实验课，也就是socket网络编程技术：socket=IP+端口，在这一实验中，一方同学担任服务端、另一方同学担任客户端，选择相同的端口地址，并且两人处在同一WiFi环境下，开始监听链接，进入循环，不断接受客户端的连接请求，然后接收传来的数据，并发送给对方数据，即可完成对话。在这一实验中，我充分认识到了python强大的沟通连接功能，在与同学互动中体会到了python的魅力。

后面的课程中，我们学习了正则表达式：有普通字符和元字符组成，用处：本身是一个字符串，因为其包含元字符，故可以用于检索查找，比如在网站中查找关键词等；异常处理：对数码错误进行修改。

最后一节课：爬虫——爬取数据，爬虫的应用：网站更新和检测、网站的内容提取和处理、自动化操作，但是使用爬虫时需要遵守网站的robots协议和法律法规，以免对网站造成不必要的负担或违反法律。爬虫常用的三个库：urllib，urllib3、requests、bs4。以及如何反爬虫。

感想体会：当今世界是互联网世界，为了不被时代所抛弃，也为了我们以后的公务员的保密工作，我们掌握python是至关重要甚至是迫在眉睫的。很高兴在王老师的带领下走进了python的世界，python是由一连串一连串英文字母组成的，所以学习好英语的重要性再一次推到了我们面前；python并不是随意的，就像自然界或者人类社会，都是有其运行法则的，我们必须按照其运行法则进行程序的设计；python也并不是简单易懂的，有些代码的编写需要一定的数学基础，代码的运行是具有数学逻辑的。虽然python的课程到此结束，但是我会在课余时间继续探索python的其他功能，并且把这种探索精神拓展运用到其他学科。

最后，非常感谢王老师在这段时间的辛苦付出，无论是学习知识还是学习方法，老师都给予了我们宝贵的指导，感恩与老师共同度过的这段时间，愿老师越来越好！

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