一、实验内容

内容：

制作“打败外星人”小游戏，并在华为云上运行

要求：

游戏开始时，玩家驾驶一架飞船出现在屏幕的底部中央，玩家可以通过方向键控制飞船的左右移动，还可以按空格键发射子弹，用来射杀出现在屏幕顶部的外星人。当所有的外星人都被射杀后，将会出现一群新的外星人。

二、实验过程及结果

1．编写程序

引用库：Pygame（游戏套件库）

程序代码：

1）主函数：

import sys
import pygame
class AlienInvasion:
    def __init__(self):
        '''设置游戏'''
        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")   # 设置窗口上的游戏名
        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):
        """响应按键"""
        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键退出
            sys.exit()
        elif event.key == pygame.K_SPACE:
            self._fire_bullet()

    def _check_keyup_events(self, event):
        """响应松开"""
        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):
        """监视键盘和鼠标事件。"""
        for event in pygame.event.get():
            if event.type == pygame.QUIT:  # 鼠标点击右上角的叉叉时就退出
                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):
        """更新屏幕上的图像，并切换到新屏幕"""
        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
        """创建一颗子弹，并将其加入编组bullet中"""
        if len(self.bullets) < self.settings.bullets_allowed:
            new_bullet = Bullet(self)
            self.bullets.add(new_bullet)

    def _update_bullets(self):
        """更新子弹的位置并删除消失的子弹"""
        # 更新子弹的位置
        self.bullets.update()

        # 删除消失的子弹
        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):
        """创建一个外星人并放在当前行"""
        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):
        """改变外星人的移动方向"""
        self.settings.fleet_direction *= -1

    def _create_fleet(self):
        """创建外星人群"""
        # 创建一个外星人并计算一行可容纳多少个外星人
        # 外星人的间距为外星人的宽度
        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)
        # 创建第一行外星人
        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):
        """有外星人到达屏幕边缘时采取相应的措施"""
        for alien in self.aliens.sprites():
            if alien.check_edges():
                self._change_fleet_direction()
                break

    def run_game(self):
        """开始游戏的主循环"""
        while True:
            self._check_events()
            self.ship.update()
            self.bullets.update()
            self._update_bullets()
            self._update_aliens()
            self._update_screen()

if __name__ == '__main__':
    # 创建游戏实例并运行游戏
    ai = AlienInvasion()   # 创建一个AlienInvasion实例
    ai.run_game()   # 调用run_game方法

2）setting函数：

class Settings:
    """存储游戏Alien_invasion中所有设置的类"""

    def __init__(self):
        """初始化游戏的设置"""
        # 屏幕设置
        self.screen_width = 1200
        self.screen_height = 750
        self.bg_color = (230, 230, 230)

        # 飞船设置
        self.ship_speed = 0.5

        # 子弹设置
        self.bullet_speed = 0.1
        self.bullet_width = 3
        self.bullet_height = 15
        self.bullet_color = (60, 60, 60)
        self.bullets_allowed = 3

        # 外星人设置
        self.alien_speed = 0.05
        self.fleet_drop_speed = 10
        # fleet_direction为1表示向右移动，为-1表示向左移动
        self.fleet_direction = 1

3）bullet函数

import pygame
from pygame.sprite import Sprite


class Bullet(Sprite):
    """管理飞船所发射子弹的类"""

    def __init__(self, ai_game):
        """在飞船当前位置创建一个新的子弹对象"""
        super().__init__()
        self.screen = ai_game.screen
        self.settings = ai_game.settings
        self.color = self.settings.bullet_color

        # 在(0, 0)处创建一个表示子弹的矩形，再设置正确的位置
        self.rect = pygame.Rect(0, 0, self.settings.bullet_width, self.settings.bullet_height)
        self.rect.midtop = ai_game.ship.rect.midtop

        # 存储用小数表示的子弹位置
        self.y = float(self.rect.y)

    def update(self):
        """向上移动子弹"""
        from Setting import Settings
        self.settings = Settings()
        self.y -= self.settings.bullet_speed         # 更新表示子弹位置的小数值
        self.rect.y = self.y                        # 更新表示子弹的rect的位置

    def draw_bullet(self):
        """在屏幕上绘制子弹"""
        pygame.draw.rect(self.screen, self.color, self.rect)

4）alien函数

import pygame

from pygame.sprite import Sprite


class Alien(Sprite):
    """表示单个外星人的类"""

    def __init__(self, ai_game):
        """初始化外星人并设置其起始位置"""
        from Setting import Settings
        super().__init__()
        self.screen = ai_game.screen
        self.settings = ai_game.settings
        super().__init__()
        self.screen = ai_game.screen
        # 加载外星人图像并设置其rect属性
        self.image = pygame.image.load('alien.bmp')
        self.rect = self.image.get_rect()
        # 每个外星人都出现在屏幕左上角附近
        self.rect.x = self.rect.width
        self.rect.y = self.rect.height
        # 存储外星人的精确水平位置
        self.x = float(self.rect.x)

    def check_edges(self):
        """如果外星人位于屏幕边缘，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):
        """向左或向右移动外星人"""
        self.x += (self.settings.alien_speed * self.settings.fleet_direction)
        self.rect.x = self.x

5）ship函数

import pygame


class Ship:
    """管理飞船的类"""

    def __init__(self, ai_game):
        """初始化飞船并设置其初始位置"""
        self.screen = ai_game.screen
        self.settings = ai_game.settings
        self.screen_rect = ai_game.screen.get_rect()
        # 加载飞船图像并获取其外界矩形
        self.image = pygame.image.load('ship.png')
        self.rect = self.image.get_rect()
        # 对于每艘新的飞船，都将其放在屏幕底部的中央
        self.rect.midbottom = self.screen_rect.midbottom   # 意思是飞船底部中央和屏幕底部中央对齐
        # 在飞船的属性x中存储小数值
        self.x = float(self.rect.x)
        # 移动标志
        self.moving_right = False
        self.moving_left = False

    def update(self):
        """根据移动标志调整飞船的位置"""
        # 更新飞船而不是rect对象的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
        # 根据self.x更新rect对象
        self.rect.x = self.x

    def blitme(self):
        """在指定的位置绘制飞船"""
        self.screen.blit(self.image, self.rect)

    def center_ship(self):
        """让飞船在屏幕底部居中"""
        self.rect.midbottom = self.screen_rect.midbottom
        self.x = float(self.rect.x)

一个游戏通常由很多的设置，我们可以通过创建多个小模块，将不同门类的设置放于对应的文件中。这样，每当需要访问设置时，只需使用一个设置对象。另外，在项目增大时，每次修改设置将变得更加容易。

2．上传至华为云运行

1）购买华为云

本次实验使用的是之前程序基础课购买的虚拟机

2）安装python３

由于华为云自带的是python2，而我们使用的python3和python2很多语法有差异，使用python2不能运行，需要自行安装python3。

安装过程如下：

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
#以上命令用于下载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
#以上下载pip3--10.0.1

pip3 install pygame

检查是否安装完成：当输入python3时可以发现已经安装python-3.7.4

3）尝试用putty运行

注意使用python3这个指令来运行

发现缺少pygame库

安装pygame库

pip install pygame

但是出现报错：

 按照提示更新pip

pip install --upgrade pip

更新后再次下载，安装成功

再次运行

提示错误：

 需要可视化

4）可视化过程

安装Xming与putty相配合：

更改设置：

#1.在虚拟机中安装xterm和xauth:
yum install xterm
yum install xauth
#2.在putty中输入vi /etc/ssh/sshd_config,按i进入编辑，添加一行:
X11Forwarding yes
#按esc，输入：wq后退出
#3.重启sshd
systemctl restart sshd.service  #--重启
systemctl status sshd.service   #--查看状态

再次运行：输入

cd test #进入文件夹
python3 main.py #运行主函数

完成运行：

三、问题与感悟

1.实验中遇到的问题

1）在学习编写游戏程序的过程中由于是初次使用调用其他文件中的函数，“from setting import settings”等引用语句插入位置是经过反复调整后才能够运行的

2）在编写子弹的过程中，子弹一直瞬移到屏幕顶端，始终无法与外星人图标相碰撞，在反复研究无果后，选择将子弹的运动程序与外星人运动程序相对比发现“self.y -= self.settings.bullet_speed”语句中少了一个“-”导致位置出错。

3）在把代码上传至华为云的过程中困难重重，最后是结合了C语言课程所用的Putty和Winscp，在网上查阅资料后一步步解决

2.结课感悟

Python课总的来说深入浅出，而且内容非常丰富，讲了很多别的老师没有讲的知识，对总体体系的搭建来说很有帮助。

对我来说本学期比较困难的内容就是正则表达式的使用以及最后爬虫的有关应用。有的时候不能理解其中的原理对于知识的理解还是有很大的困难的，知道了某一个语句可以实现一个功能，但是语句自身比较长十分复杂也不容易其自身的逻辑，就很难记忆，时间久了如果没有比较系统的知识整理就可能不记得。就比如每一次通过cmd进行安装的时候都是现用现找永远不知道应该用哪条指令。

但同时，python课大大提高了我的自我学习能力毕竟百度在手天下我有，学习了计算机之后最大的感慨大概就是查阅网络资料真的是问题解决的最佳途径，通过不断的查阅资料解决问题，我也掌握了更多的知识。

人生苦短，我用python！