20232210刘天择《Python程序设计》实验四报告

20232210刘天择 2024-05-27 15:25:11

20232210刘天择《Python程序设计》实验四报告

课程：《Python程序设计》
班级： 2322
姓名：刘天择
学号：20232210
实验教师：王志强
实验日期：2024年5月23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。
（1）：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。
（2）：利用公开数据集，开展图像分类、恶意软件检测等
（3）：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。
（4）：爬取天气数据，实现自动化微信提醒
（5）：利用爬虫，实现自动化下载网站视频、文件等。
（6）：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。

2. 实验过程及结果

由于本人才疏学浅，只编写了简单的自己搞得懂的程序。

双人乒乓球

程序描述 ：两人一同进行游戏，分别使用“WS”“IK”按键（可在程序内调整）控制球拍，实现一个双人进行的可调节包括球拍大小，乒乓球飞行速度，乒乓球大小，移动步距等参数的自定义乒乓球小游戏

实现效果 ：

设计步骤 ：
（1）：模块引入与初始化

from random import choice, random
from turtle import *
from freegames import vector

ball = vector(0, 0) 小球位置定到原点
aim = vector(value(), value()) 随机一个开球方向
state = {1: 0, 2: 0} 定义拍1和拍2

random函数用于自定义开球方向，turtle画笔用于绘制球拍，freegames是一个用于二维游戏的便利模块

（2）：主程序

setup(420, 420, 370, 0)
hideturtle()
tracer(False)
listen()
onkey(lambda: move(1, 50), 'w')
onkey(lambda: move(1, -20), 's')
onkey(lambda: move(2, 50), 'i')
onkey(lambda: move(2, -20), 'k')
draw()
done()

（3）：draw函数

def draw():
    clear()  清空画布来达到小球连续移动的效果
    rectangle(-200, state[1], 10, 50)  在-200处画出球拍1
    rectangle(190, state[2], 10, 50)  在-190处画出球拍2
    ball.move(aim) 小球朝着目标方向移动
    x = ball.x 新的小球横坐标
    y = ball.y 新的小球纵坐标
    up()
    goto(x, y) 跳转到新的位置
    dot(10) 绘制一个小球（参数为小球大小）
    update() 更新画布
    if y < -200 or y > 200: 碰到上下边界则反弹
        aim.y = -aim.y
    if x < -185: 碰到左边玩家底线
        low = state[1] 
        high = state[1] + 50
        if low <= y <= high: 若处在球拍范围内弹回，游戏继续
            aim.x = -aim.x
        else:
            return 游戏结束
    if x > 185:
        low = state[2]
        high = state[2] + 50 同上
        if low <= y <=high:
            aim.x = -aim.x
        else:
            return
    ontimer(draw, 25) 计时器 更改参数可以控制小球速度

setup用于构建场地（可以更改，但是需要同时更改后续的游戏条件），hideturtle用于隐藏画笔，tracer和listen用于让游戏顺利实时运行，onkey是为了读取玩家的键盘输入从而达到乒乓球拍移动的效果，更改引号内字母和括号内数字可以调整按键以及球拍步距
（4）：三个小型函数

def value():
   return (3 + random() * 2) * choice([1, -1])

def move(player, change):
    state[player] += change

def rectangle(x, y, width, height):
    up()  
    goto(x, y) 
    down()
    begin_fill() 
    for count in range(2):
        forward(width) 绘制宽与高 重复两次得到一个闭合长方形
        left(90)
        forward(height)
        left(90)
    end_fill() 将长方形补满得到球拍

value用于随机开球方向，move用于改变球拍位置（上下），rectangle用于绘制球拍
（5）：程序总览

from random import choice, random
from turtle import *
from freegames import vector


def value():
    """Randomly generate value between (-5, -3) or (3, 5)."""
    return (3 + random() * 2) * choice([1, -1])


ball = vector(0, 0)
aim = vector(value(), value())
state = {1: 0, 2: 0}


def move(player, change):
    """Move player position by change."""
    state[player] += change


def rectangle(x, y, width, height):
    """Draw rectangle at (x, y) with given width and height."""
    up()
    goto(x, y)
    down()
    begin_fill()
    for count in range(2):
        forward(width)
        left(90)
        forward(height)
        left(90)
    end_fill()


def draw():
    clear()
    rectangle(-200, state[1], 10, 50)
    rectangle(190, state[2], 10, 50)
    ball.move(aim)
    x = ball.x
    y = ball.y
    up()
    goto(x, y)
    dot(10)
    update()
    if y < -200 or y > 200:
        aim.y = -aim.y
    if x < -185:
        low = state[1]
        high = state[1] + 50
        if low <= y <= high:
            aim.x = -aim.x
        else:
            return
    if x > 185:
        low = state[2]
        high = state[2] + 50
        if low <= y <=high:
            aim.x = -aim.x
        else:
            return
    ontimer(draw, 25)

setup(420, 420, 370, 0)
hideturtle()
tracer(False)
listen()
onkey(lambda: move(1, 50), 'w')
onkey(lambda: move(1, -40), 's')
onkey(lambda: move(2, 50), 'i')
onkey(lambda: move(2, -40), 'k')
draw()
done()

3. 实验过程中遇到的问题和解决过程

问题1：在编写程序时遇到了画笔使游戏无法开始
问题1解决方案：引入了hideturtle()
问题2：只能游玩单局，需要重复开始
问题2解决方案：嵌套了一个while循环，将游戏变成三局两胜制，使得可玩性加强
问题3：判断球拍与球碰撞不够精确
问题3解决方案：扩建了场地，缩减了坐标大小来提高精确度

其他（感悟、思考等）

【1】对本次实验的感悟
本次实验我第一次独立做了一个实时互动类的小游戏，之前也做过小游戏但是从来没有做过此类可以实时操作的，感觉心情非常激动。
此外，这个小游戏让我学到了原来freegame与turtle这两个模块可以这样结合，使得我对编写这类小游戏有了更加浓厚的兴趣。
同时，这种自定义自己游戏参数的感觉也非常令人沉醉。
通过本次实验，我觉得我独立编写代码的能力得到了很大的提升，同时对实时类的一些代码实现有了更深的理解。
【2】对于python课程的感悟
我在高中阶段学习过C++与python，但那时更多是因为应试，并没有挖掘python的有趣之处。而在王老师的课上，经过系统的学习，我感受到了python独特的魅力。王老师并不教我们像竞赛一样使用python去解题，而是教我们去用起来，去编写小游戏，去编写自己感兴趣的程序。虽然这些程序看上去十分简陋甚至有点可笑，但是这都是我们一个字符一个字符敲下的宝贵财富。说来惭愧，在python课程上我仍然有许多一知半解甚至一头雾水的知识，比如实验三，比如网络爬虫，但是经过这几周的课我也学到了许多。最后，感谢王老师。王老师不仅上课幽默风趣，教学方法也非常独特。我还记得第一次听到学英语能在py课上加分的时候我那种惊讶的感觉。总体来说，py这门课非常充实，补充了一定的计算机知识；同时也非常有趣，课程有趣，王老师更有趣！