20234101 实验四《Python程序设计》实验报告

20234101魏鸣曦 2024-05-28 23:28:12

20234101 2022-2023-2 《Python程序设计》实验四报告

课程：《Python程序设计》
班级： 2341
姓名：魏鸣曦
学号：20234101
实验教师：王志强
实验日期：2024年5月14日
必修/选修：公选课

（一）、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。
编写小游戏：贪吃蛇

（二）、实验过程及结果

根据b站学习资料并结合老师本学期所讲内容编写贪吃蛇小游戏

（1）编写代码实现随机生成食物的目的

运行效果：

（2）运用队列打造“蛇”的身体

利用for循环、append（队列添加）、pop（队列删除）函数使贪吃蛇移动

运行效果：

（3）控制蛇并让贪吃蛇吃完苹果后身体变长

利用change、listen（监听）函数
ontimer(gameLoop,300)可通过调节数值控制贪吃蛇移动速度调节游戏难度
应用判断函数设置撞墙结束游戏规则
def inside():
if -210<=snake[-1][0]<=200 and -210<=snake[-1][1]<=200:
return True
else :
return False
同时注意蛇在苹果之上，先画苹果后画蛇，保证画面流畅度
square(apple_x,apple_y,10,"red")
for n in range(len(snake)):
square(snake[n][0],snake[n][1],10,"black")
运行效果：

（4）画边框完善游戏页面

同时调整撞墙设置，撞边框即撞墙
增加动画：撞墙后贪吃蛇头部变红，更加醒目显眼
运行效果：

源代码：

from turtle import *
from gamebase import square
from random import randrange
from time import sleep

snake=[[0,0],[10,0],[20,0],[30,0],[40,0],[50,0]]
apple_x=randrange(-20,18)*10
apple_y=randrange(-19,19)*10
aim_x=0
aim_y=10

def change(x,y):
global aim_x,aim_y
aim_x=x
aim_y=y

def inside_snake():
for n in range(len(snake)-1):
if snake[-1][0] == snake[n][0] and snake[-1][1]==snake[n][1]:
return True

return False

def inside_map():
if -200<=snake[-1][0]<=180 and -190<=snake[-1][1]<=190:
return True
else :
return False

def gameLoop():
global apple_x,apple_y,aim_x,aim_y,snake
snake.append([ snake[-1][0]+aim_x , snake[-1][1]+aim_y ])

if snake[-1][0]!=apple_x or snake[-1][1]!=apple_y:
    snake.pop(0)
else :
    apple_x=randrange(-20,18)*10
    apple_y=randrange(-19,19)*10

if (not inside_map()) or inside_snake():
    square(snake[-1][0],snake[-1][1],10,"red")
    update()
    sleep(2)
    snake=[[0,0],[10,0],[20,0],[30,0],[40,0],[50,0]]
    apple_x=randrange(-20,18)*10
    apple_y=randrange(-19,19)*10
    aim_x=0
    aim_y=10 

clear()
square(-210,-200,410,"black")
square(-200,-190,390,"white")
square(apple_x,apple_y,10,"red")
for n in range(len(snake)):
    square(snake[n][0],snake[n][1],10,"black")
update()
ontimer(gameLoop,200)

setup(420,420,0,0)
hideturtle()
tracer(False)
listen()
onkey(lambda: change(0,10),"w")
onkey(lambda: change(0,-10),"s")
onkey(lambda: change(-10,0),"a")
onkey(lambda: change(10,0),"d")
gameLoop()
done()

打包文件：

（三）、实验过程中遇到的问题和解决过程

问题1：未安装Turtle库及pygame模块，无法通过该数据库绘制图形
问题1解决方案：pip install turtle完成安装；在file--settings--Project Interpreter中添加pygame package。
问题2：贪吃蛇元素构成冗长
问题2解决方案：根据老师学习通及书本运用for循环函数
简化前：

简化后：

问题3：蛇长度无限增加
问题3解决方案：增加clear函数将上次作画蛇尾去除
解决前：

解决后：

（四）、全课总结

本次实验收获

1. 学习内容的综合运用：

Python语法：运用课堂中Python的基本语法，如if语句和循环。
算法实现：借助网络课程设计贪吃蛇的移动、增长逻辑，理解算法的基本概念。

类与对象：创建蛇、食物、游戏界面等类，理解对象如何封装数据和行为。
继承：通过继承机制，创建派生类以扩展或修改基类的功能。
多态：通过重载方法或使用接口，实现不同对象对同一操作的不同响应。

2. 从理论到软件开发实践：

GUI编程：使用Pygame、Turtle等库，学习如何创建图形界面，处理用户输入和屏幕绘制。
调试与测试：本次实验我分为四个阶段分别完成代码编写，每个阶段及时观察游戏运营情况，根据不足优化页面如蛇吃完苹果苹果在上面导致流畅度低或增加边框后蛇已经碰到边框却延迟死亡等问题，确保游戏的稳定性和可玩性。

知识内容总结

1.python是一个面向对象，面向过程动态数据类型、中文、跨平台。
2.主要的开发环境有Pycharm,IDLE,VS code...
3.Python语法：注释（单行、多行）、代码缩进、标识符（字母、数字、下划线、中文）
4.条件语句：if，if-else，if-elif-else。
5.循环语句：while，for…in…。
6.四种序列：列表（可改，可切片：[ : : : ]），元组（不可改，可切片），字典（键值对{k:v}），集合（元素不可重复）。
7.字符串，正则表达式。
8.面向对象语言三要素：封装、继承、多态。
9.冯诺依曼结构：计算机由输入设备，输出设备，存储器，运算器，控制器组成。
10.网络编程：Socket通信编程(Client<——>Server)
11.爬虫：发送信息，拿到数据。

课程感想与建议

课程感想
结课快乐，完结撒花ヾ(´∀ ˋ)ﾉ
志强老师上课生动有趣，举例明确形象，用灵活的方式化解抽象的难题。四个实验报告也帮助我将课堂内容落到实处，将知识内容构成架构体系，将理论难点化为实践行动。最令我印象深刻的便是实验三socket通信编程，在志强老师以及研究生学长的指导下，我与四位同学进行信息传递，并总结失败经验帮助其他同学解决我曾遇到过的共性问题，成就感满满的同时对于该知识点的掌握记忆非常深刻，我想这才是实验报告的真正意义！
实验四一开始我想通过人工智能辅助完成，但正如志强老师上课所讲，不要过度依赖，由于我一开始的过度依赖导致对代码具体作用不明确，运行不成功也找不到问题来源。后续我仔阅读研究csdn中大佬的已有实例并结合b站上课程以及老师上课时做的笔记记录一点一点完成代码编写，因此我对游戏本身的原理有了实质性的理解而并非一问三不知，将LLM作为学习辅助工具。
本学期的Python课程对我上大学前从未接触过编程而言更像是一场启蒙旅程，老师课上提问“前情回顾”式的教学方式帮助我在很快的时间内回忆起上节课的知识，同时督促我记录课堂笔记。所谓“师傅领进门，修行靠个人”，王老师的课堂将我带进了“人生苦短，我学Python”，在未来我也会不断学习，脚踏实地，抬头看路，正如王老师所说，大学正是拼搏奋斗的时刻！

一点点小建议老师课堂的节奏较快，对于从未接触过代码编程的我来说有点跟不上节奏(╥_╥)，希望老师可以
1）在每个知识点讲授后给大家一点时间实际操作（目前的形式是所有内容都讲完后操作，有点遗忘，落实的不是很好o(╥﹏╥)o）
2）以小组为单位，每次实验由组长完成问题汇总，这样大家就不用重复问很多遍同样的问题，同学间也可以互帮互助解决共性问题，减少对老师的打扰~(≧◇≦)/ﾞﾞﾞﾞ

最后的最后，再次感谢志强老师对我们回答不上来问题的包容以及对我们有时真的很简单的问题不厌其烦的教诲，老师辛苦啦！！祝老师未来工作顺利，希望未来还有机会选修志强老师的课╰(✿´⌣`✿)╯♡