游戏说明
壁球(squash)是一项室内球拍型运动,也称回力球。运动是由两到四个人在一个封闭式的场地进行,包括天花板内(宽20英尺,长40英尺,高20英尺)。这个游戏的目标就是,每位参赛者必须运用场中除了天花板以外的墙壁,以网拍把弹跳的球打到墙上,使得对方无法在球弹跳1次之前击打回来,如果球在地板上弹跳超过1次(one bounce)而没有用网拍击打回去,就是输了这球。国际壁球联盟(IRF)于1979年由十三个国家共同成立,在努力推广发展下,80年代早期在五大洲就超过80个国家参与壁球的活动。国际壁球联盟于1980年举办第一次壁球大赛,且于1985年十二月得到IOC的认可,成为史上获得认可最新的运动。
程序说明
本项目我们尝试用Python语言设计一个计算机程序来模拟“单人壁球练习”游戏。程序的文件名称为Squash.py,程序将使用到import、def、if/elif/else、return等Python保留词,也会用到random.random( )等Python函数,还会使用到List、变量、数学运算表达式、逻辑条件表达式、字符串运算表达式、自定义函数、代码格式、注释等Python语言的一些特性,最特别的是你将掌握如何利用键盘和画布交互。
通过该项目你可以获得以下能力:
l 窥视计算机的工作原理
l 问题分解并分而治之的技巧
l 缜密的逻辑推理
l 具体问抽象化的过程
l 游戏中绘制图形
l 利用键盘进行交互
游戏的界面如上图所示,游戏的规则是:游戏开始时,小球从屏幕正中央朝下发出,玩家使用方向键“←”和“→”来控制屏幕底部的挡板,设法接住小球,如果没有接住小球,那么生命减少一次,如果接住了小球,小球被反弹回相反方向,另外,小球在屏幕的上、左、右三个方向都可以反弹。如果在3次机会中成功接住小球50次,则游戏过关,否则失败。
我们已经设计了一个名为new_game()的函数,该函数表示新的一局开始并发球。首先,在函数中初始化了4个全局变量,其中paddle_pos为挡板的位置;paddle_vel为挡板的移动速度,初速度设置为0;score为分数,也就是接住壁球的次数,初值设置为0;live为生命,初值设置为3。其次,调用了发球函数spawn_ball()。
我们希望你能完成发球函数的编写。该函数的主要作用是确定发球时小球的起始坐标位置,并利用随机函数给小球一个不同方向的速度。
draw(canvas)函数主要用于绘制游戏界面。该函数的作用是,使用draw_line(参数)绘制壁球球场的边界线以及底部的挡板;使用draw_circle(参数)绘制小球;另外,在这个函数中还要完成当球被接住时score变量累计分数功能,同时,当球没被接住时,live减1分。注意,当分数为50分时,游戏过关;当live为0时,分数没有达到50分时,挑战失败。
keydown()函数用于响应小键盘上左右方向键(“→”键 和 “←” 键),当左键按下时,挡板向左移动,当右键按下时,挡板向右边移动。
keyup()函数用于响应小键盘上左右方向键(“→”键 和 “←” 键),当左键松开时,挡板向左移动停止,当右键松开时,挡板向右边移动停止。
编码步骤
我们已经提供了一个基本的项目模板。请在提供的模板中按照以下步骤完成编码。
(1)绘制游戏界面、小球和挡板,即完成draw()函数中绘图的部分;
(2)编写发球函数spawn_ball(),即赋予小球初始位置和速度使其从屏幕正中央向下方发出,方向由水平速度和垂直速度构成,建议都设定为random.random()+1。因为random.random()函数产生0到1区间均匀分布的随机数,所以random.random()+1就是1到2区间均匀分布的随机数。
(3)在draw()函数里检查小球与上、左、右方向墙壁的碰撞,并根据反弹的知识修改小球速度;
(4)在draw()函数里更新挡板的位置,只需要一句话即可:paddle_pos += paddle_vel,注意只有当挡板位于画布里面时才更新其位置。
(5)此时可以通过键盘“→”键和“←”键控制挡板的移动了,添加代码到draw()函数中检测小球与挡板的碰撞,如果发生碰撞则小球反弹,否则小球飞出画布,玩家损失一个生命值,小球重新从画布中央发出。
(6)适度修改程序难度,小球每次碰到挡板时,速度增加10%。累计得分:每接到一次球加一分。
实现代码
# -*- coding: utf-8 -*-
import simpleguitk as simplegui
import random
# 初始化全局变量
WIDTH = 500 # 画布宽度
HEIGHT = 500 # 画布高度
PADDLE_WIDTH = 50 # 挡板宽度
PADDLE_HEIGHT = 8 # 挡板高度
paddle_pos = WIDTH / 2 # 挡板初始位置
paddle_vel = 0 # 挡板初始速度
HALF_PADDLE_WIDTH = PADDLE_WIDTH / 2
HALF_PADDLE_HEIGHT = PADDLE_HEIGHT / 2
BALL_RADIUS = 8 # 壁球半径
ball_pos = [WIDTH / 2, HEIGHT / 2] # 壁球初始位置
ball_vel = [0, 0] # 壁球初始速度
# 发球
def spawn_ball():
global ball_pos, ball_vel # 壁球的位置和速度分别用含有两个元素的列表表示,并声明为全局变量
# 步骤2 代码写在下面
ball_vel[0] = random.random()+1
ball_vel[1] = random.random()+1
ball_pos[0] = WIDTH/2
ball_pos[1] = HEIGHT/2
def new_game():
global score, live # 分数和生命数
global paddle_pos, paddle_vel # 挡板的位置和速度
score = 0
live = 3
paddle_pos = WIDTH / 2
paddle_vel = 0
spawn_ball()
def draw(canvas):
global score, live, paddle_pos, ball_pos, ball_vel
# 代码写在下面
# 步骤1 绘制球场中的线
canvas.draw_line([0,HEIGHT/2],[WIDTH,HEIGHT/2],3,'white')
canvas.draw_line([WIDTH/2, HEIGHT / 2], [WIDTH/2, HEIGHT], 3, 'white')
# 步骤1 绘制小球
canvas.draw_circle(ball_pos,BALL_RADIUS,1,'white','white')
ball_pos[0] += ball_vel[0]
ball_pos[1] += ball_vel[1]
# 步骤1 绘制挡板
canvas.draw_line([paddle_pos-HALF_PADDLE_WIDTH,HEIGHT],[paddle_pos+HALF_PADDLE_WIDTH,HEIGHT],PADDLE_HEIGHT,'white')
# 步骤1 绘制生命和分数
canvas.draw_text('生命',[15,15],10,'yellow')
canvas.draw_text(live,[50,15],10,'yellow')
canvas.draw_text('分数', [80, 15], 10, 'yellow')
canvas.draw_text(score, [115, 15], 10, 'yellow')
# 步骤3 检查与上壁碰撞
if ball_pos[1] <= BALL_RADIUS:
ball_vel[1] = -ball_vel[1]
# 步骤3 检查与左右壁的碰撞
if ball_pos[0] <= BALL_RADIUS or ball_pos[0] >= WIDTH - BALL_RADIUS:
ball_vel[0] = - ball_vel[0]
# 步骤4 更新挡板的水平位置
paddle_pos += paddle_vel
# 步骤5 检查与挡板的碰撞
if ball_pos[1] >= HEIGHT - PADDLE_HEIGHT - BALL_RADIUS:
if paddle_pos - HALF_PADDLE_WIDTH - BALL_RADIUS <= ball_pos[0] <= paddle_pos + HALF_PADDLE_WIDTH +BALL_RADIUS:
ball_vel[1] = -1.1*ball_vel[1]
score += 1
else:
live -= 1
if live > 0:
spawn_ball()
else:
live = 0
if live == 0 and score < 50:
canvas.draw_text('挑战失败',[150,200],50,'red')
ball_vel[0] = 0
ball_vel[1] = 0
ball_pos[0] = WIDTH / 2
ball_pos[1] = HEIGHT / 2
if score >= 50:
canvas.draw_text('挑战成功',[150,200],50,'green')
def keydown(key):
global paddle_vel
if key == simplegui.KEY_MAP['left']:
paddle_vel = -4 # 改变速度方向
elif key == simplegui.KEY_MAP['right']:
paddle_vel = 4
def keyup(key):
global paddle_vel
if key == simplegui.KEY_MAP['left'] or key == simplegui.KEY_MAP['right']:
paddle_vel = 0
# 创建框架
frame = simplegui.create_frame("单人壁球", WIDTH, HEIGHT)
frame.set_draw_handler(draw)
frame.set_canvas_background("brown")
frame.set_keydown_handler(keydown)
frame.set_keyup_handler(keyup)
frame.add_button("重新开始", new_game, 50)
# 运行框架
new_game()
frame.start()