Mind+Python turtle 课程——07 小海龟抓鱼
本帖最后由 木子呢 于 2021-9-26 14:34 编辑第七课 小海龟抓鱼
功能介绍
通过上节课程的学习我们学会了通过鼠标去控制海龟的移动，学到的知识点包括布尔类型、条件判断、逻辑判断和鼠标控制函数的使用。这节课我们将通过键盘去控制箭头（鱼）的移动，之后设定让鱼在指定范围内游动，而海龟会尾随进行抓捕动作，最终实现海龟抓鱼的效果。课程会分为三个任务的形式进行，下表为课程任务及涉及到的知识点。
实现功能知识点
任务一：键盘控制鱼移动键盘控制函数的使用
任务二：规划区域让海龟在指定区域移动全局变量、多重if判断条件语句的使用
任务三：完成海龟追鱼功能布尔变量、while循环和if语句的嵌套使用
项目实践
任务一：键盘控制鱼移动
1、任务分析在上节课的学习内容中，我们学会了使用鼠标控制小海龟的移动方向，并实现了海龟走迷宫的小游戏。这节课我们学习另一个外设的使用方法，也就是使用键盘来实现控制的功能。首先我们会自定义往前、往后、右转和左转的函数及相应的运动方式。之后通过监听键盘中的按钮是否被按下，如果被按下就只想相应的函数。
2、编写程序代码如下：
from turtle import Screen, Turtle#导入相应的库t = Turtle() #赋值对象给tt.shape("classic")#库函数的默认形状有“arrow”、“turtle”、“circle”、“square”、“triangle”或者“classic”，一般默认为“classic”也就是箭头形状t.color("red")#设置箭头的颜色t.penup()#抬笔，行动轨迹不留痕迹#往前def up():t.forward(10)#往后def back():t.backward(10)#右转def right():t.setheading(t.heading() + 10)#每次触发函数，转动方向加10#左转def left():t.setheading(t.heading() - 10)#每次触发函数，转动方向减10screen = Screen()#赋值对象给screenscreen.listen() #监听#输入按键，触发对应的函数screen.onkeypress(up,"Up") #按动方向键Up则执行函数upscreen.onkeypress(left,"Left") #按动方向键Left则执行函数leftscreen.onkeypress(right,"Right")#按动方向键Right则执行函数rightscreen.onkeypress(back,"Down") #按动方向键Down则执行函数back#点击屏幕退出screen.exitonclick()
3、运行效果
运行程序可以看到有红色箭头（鱼）的停留在弹窗中，通过键盘上的前后左右可以控制箭头（鱼）进行运动。
4、代码释义
4.1键盘控制函数的使用
screen = Screen()#赋值对象给screenscreen.listen() #监听#输入按键，触发对应的函数screen.onkeypress(up,"Up") #按动方向键Up则执行函数upscreen.onkeypress(left,"Left") #按动方向键Left则执行函数leftscreen.onkeypress(right,"Right") #按动方向键Right则执行函数rightscreen.onkeypress(back,"Down") #按动方向键Down则执行函数back#点击屏幕退出screen.exitonclick()
4.1.1代码解释Screen库也已经非常强大，很多内置函数我们都直接可以使用，这里我们用到了Screen库函数内的listten（）函数，即可时时刻刻的监听所有键盘按键是否被触发。这里程序中我们只需监听方向键盘是否有按下，如果按下就执行相应函数的控制内容即可。
4.1.2使用方法示例程序中我们使用的是方向键控制海龟，如果我们后面还需要有键盘去控制或者制作好玩的游戏，那么我们的这些函数是必不可少的。当然了我们还可以改为其它按键去控制，如使用键盘上的“w”“a”“d”“s”来控制，其它代码不变的情况下，只需要如下修改即可
screen.onkeypress(up,"w") #按动方向键Up则执行函数upscreen.onkeypress(left,"a") #按动方向键Left则执行函数leftscreen.onkeypress(right,"d") #按动方向键Right则执行函数rightscreen.onkeypress(back,"s") #按动方向键Down则执行函数back
任务二：让小鱼在指定范围内移动
1、任务分析任务一我们可以让箭头在弹窗内任意位置走动，但有的时候会出画布之外，为了避免这个现象，我们给它设定一个范围，这里我们设置了一个边长为600的正方形，也就是任意坐标的值的绝对值都不得超过300。
如果任意移动时小鱼所在的坐标值的绝对值大小范围超出了300的数值，那么就把超出范围的数值设为300。如此前小鱼移动到坐标为（400,200）的位置，但是在显示时会自动变成坐标为（300，200）的位置，这样小鱼就无法跑出去了。
2、编写程序
代码如下：
from turtle import Screen, Turtle#导入screen和turtle库import random#导入随机函数库boxsize=300#设置一个坐标值为300的盒子f = Turtle()#赋值turtle给ff.pensize(5)#设置小鱼的大小尺寸f.shape("classic")#库函数的默认形状有“arrow”、“turtle”、“circle”、“square”、“triangle”或者“classic”，一般默认为“classic”f.color("red")#设置小鱼的颜色为红色f.penup()#提笔#往前def up():f.forward(10)checkbound()#调用检测鱼是否越界函数#往后def back():f.backward(10)checkbound()#调用检测鱼是否越界函数#右转def right():f.setheading(f.heading() + 10)#左转def left():f.setheading(f.heading() - 10) #检测鱼是否跑过界def checkbound():#自定义checkbound() global boxsize#定义全局变量boxsize if f.xcor()>boxsize:#检测当前的x坐标是否大于设定的boxsize f.goto(boxsize,f.ycor())#如果大于boxsize，就把x的值设为boxsize，y坐标值不变 if f.xcor()<-boxsize:#检测当前的x坐标是否小于-boxsize f.goto(-boxsize,f.ycor())#如果小于，就把x的值设为-boxsize，y坐标值不变 if f.ycor()>boxsize:#检测当前的y坐标是否大于设定的boxsize f.goto(f.xcor(),boxsize)#如果大于boxsize，就把y的值设为boxsize，x坐标值不变 if f.ycor()<-boxsize:#检测当前的y坐标是否小于-boxsize f.goto(f.xcor(),-boxsize)#如果小于，就把y的值设为-boxsize，x坐标值不变screen = Screen()screen.listen()#输入按键，触发对应的函数screen.onkeypress(up,"Up") #按动方向键Up则执行函数upscreen.onkeypress(left,"Left")screen.onkeypress(right,"Right")screen.onkeypress(back,"Down") #点击屏幕退出screen.exitonclick()
3、运行效果运行程序，还是用键盘方向键去控制小鱼的移动，此时发现，小鱼会在一定的范围内可以移动。
4、代码释义
4.1代码中全局变量global使用
global boxsize#定义全局变量boxsize
4.1.1代码解释定义全局变量boxsize，不管是内部还是外部函数都可调用。
4.1.2全局变量和局部变量变量分为局部与全局，局部变量又可称之为内部变量。由某对象或某个函数所创建的变量通常都是局部变量，只能被内部引用，而无法被其它对象或函数引用。全局变量既可以是某对象函数创建，也可以是在本程序任何地方创建。全局变量是可以被本程序所有对象或函数引用。
4.1.3使用方法用global语句的使用方法很简单，基本格式是：关键字global，后跟一个或多个变量名，如global x，global x,y。
4.2代码中多重if语句的使用
if f.xcor()>boxsize:#检测当前的x坐标是否大于设定的boxsize f.goto(boxsize,f.ycor())#如果大于boxsize，就把x的值设为boxsize，y坐标值不变 if f.xcor()<-boxsize:#检测当前的x坐标是否小于-boxsize f.goto(-boxsize,f.ycor())#如果小于，就把x的值设为-boxsize，y坐标值不变 if f.ycor()>boxsize:#检测当前的y坐标是否大于设定的boxsize f.goto(f.xcor(),boxsize)#如果大于boxsize，就把y的值设为boxsize，x坐标值不变 if f.ycor()<-boxsize:#检测当前的y坐标是否小于-boxsize f.goto(f.xcor(),-boxsize)#如果小于，就把y的值设为-boxsize，x坐标值不变
4.2.1代码解释同时进行多重判断，当满足相应的条件时就执行相应的语句。此段程序中if语句主要用来检测boxsize是否满足相应的条件。
4.2.2使用方法当一个程序中有多个条件需要同时判断时，就可用多个if条件语句进行判断，判断结果只有两个，要不为真，要不为假。格式如下：
If 条件语句：执行语句If 条件语句：执行语句If 条件语句：执行语句
任务三：完成海龟抓鱼功能
1、任务分析在任务二的基础上，我们增加一个小海龟的造型，让这个造型自动的进行“抓小鱼”的动作，从而实现小海龟抓鱼的功能。首先我们将设置一个布尔类型的变量，用来判断是否抓到小鱼，初始值设为否，也就是没有抓到小鱼。之后利用while循环语句判断，如果没有抓到小鱼则一直执行海龟跟着小鱼跑的动作，在此过程中不断地检测，直到海龟和小鱼的距离小于20时，则认为海龟抓到小鱼从而跳出循环。
2、编写程序
代码如下：
from turtle import Screen, Turtle#导入Screen库和turtle库import time#导入时间函数boxsize=300#设置一个坐标值为300的盒子caught=False#设置布尔变量caughtf = Turtle()#赋值turtle给ff.shape("classic")#库函数的默认形状为箭头f.color("red")#设置小鱼的颜色为红色f.penup()#提笔#往前def up():f.forward(10)checkbound()#调用检测鱼是否越界函数#往后def back():f.backward(10)checkbound()#调用检测鱼是否越界函数#右转def right():f.setheading(f.heading() + 10)#每次触发函数，转动方向加10#左转def left():f.setheading(f.heading() - 10)#每次触发函数，转动方向减10 #检测老鼠是否跑过界def checkbound():#自定义checkbound() global boxsize#定义全局变量boxsize if f.xcor()>boxsize:#检测当前的x坐标是否大于设定的boxsize f.goto(boxsize,f.ycor())#如果大于boxsize，就把x的值设为boxsize，y坐标值不变 if f.xcor()<-boxsize:#检测当前的x坐标是否小于-boxsize f.goto(-boxsize,f.ycor())#如果小于，就把x的值设为-boxsize，y坐标值不变 if f.ycor()>boxsize:#检测当前的y坐标是否大于设定的boxsize f.goto(f.xcor(),boxsize)#如果大于boxsize，就把y的值设为boxsize，x坐标值不变 if f.ycor()<-boxsize:#检测当前的y坐标是否小于-boxsize f.goto(f.xcor(),-boxsize)#如果小于，就把y的值设为-boxsize，x坐标值不变screen = Screen()t=Turtle()t.shape("turtle")t.penup()f.penup() #将鱼的画笔提起，使不会出现轨迹f.goto(100,100)#设置鱼的初始位置screen.listen()#调用screen的监听函数#输入按键，触发对应的函数screen.onkeypress(up,"Up") #按动方向键Up则执行函数upscreen.onkeypress(left,"Left")screen.onkeypress(right,"Right")screen.onkeypress(back,"Down") while not caught: t.setheading(t.towards(f)) #海龟调整自己方向，使自己正对鱼 t.forward(8) if t.distance(f)<20: #海龟与鱼的距离少于20个像素就输了 caught=True #抓到鱼时，设置布尔变量为true t.write(" 捕获小鱼",font=('微软雅黑', 14, 'normal'))#显示中文提示 time.sleep(0.2) #设置海龟移动速度，数值越大移动越快#点击屏幕退出screen.exitonclick()
3、运行效果
运行程序，可以看屏幕内出现一个海龟在追小鱼，当我们通过键盘方向控制小鱼运动时，海龟尾随其后运动。当海龟和小鱼距离小鱼30时，说明海龟已经抓到小鱼，会弹窗“捕获小鱼”的中文提示
4、代码释义4.1代码中的布尔变量的使用
caught=False#设置布尔变量caught...........caught=True...........
4.1.1代码解释设置一个布尔类型的变量caught，用来判断是否抓到小鱼，初始值设为false，也就是没有抓到小鱼，知道满足条件时，设置caught的值为true，从而跳出循环。
4.1.2布尔变量Boolean Variable (布尔型变量) 是有两种逻辑状态的变量，它包含两个值：真（true）和假（false）。布尔型变量在运行时通常用做标志，比如进行逻辑测试以改变程序流程。示例程序中主要用来判断海龟和小鱼的距离是否小鱼，如果小鱼代表被抓到，从而跳出循环。
4.2代码中while循环和if语句的嵌套使用
while not caught: t.setheading(t.towards(f)) #海龟调整自己方向，使自己正对鱼 t.forward(8) if t.distance(f)<20: #海龟与鱼的距离少于20个像素就输了 caught=True #抓到鱼时，设置布尔变量为true t.write(" 捕获小鱼",font=('微软雅黑', 14, 'normal'))#显示中文提示
4.2.1代码解释当检测caught为假时，执行让海龟不断调整自己相对小鱼的方向，达到正面进行追逐的效果。此时用if判断海龟和鱼的距离是否小于20，当小于20时，设置caught的值为truet，在画布内显示“捕获小鱼”内容，之后跳出循环。
项目小结本节课程我们首先学会通过键盘控制小鱼移动，之后设置范围让小鱼在规定范围内移动，最后完成了海龟抓鱼的功能。通过这个项目，我们对python的turtle库有了更深刻的体会，更是学会了键盘控制函数的使用、全局变量、多重if判断条件语句的使用、布尔变量、while循环和if语句的嵌套使用等知识。要让游戏更加有趣，想一想我们如何给这节课的功能中增加难度选择和计分功能呢？
项目扩展增加难度选择和计分功能
参考程序
from turtle import Screen, Turtle#导入Screen库和turtle库import time#导入时间函数boxsize=300#设置一个坐标值为300的盒子score=0#设置初始分数为0caught=False#设置布尔变量caughtf = Turtle()#赋值turtle给ff.shape("classic")#库函数的默认形状为箭头f.color("red")#设置小鱼的颜色为红色f.penup()#提笔#往前def up():f.forward(10)checkbound()#调用检测鱼是否越界函数#往后def back():f.backward(10)checkbound()#调用检测鱼是否越界函数#右转def right():f.setheading(f.heading() + 10)#每次触发函数，转动方向加10#左转def left():f.setheading(f.heading() - 10)#每次触发函数，转动方向减10 #检测小鱼是否跑过界def checkbound():#自定义checkbound() global boxsize#定义全局变量boxsize if f.xcor()>boxsize:#检测当前的x坐标是否大于设定的boxsize f.goto(boxsize,f.ycor())#如果大于boxsize，就把x的值设为boxsize，y坐标值不变 if f.xcor()<-boxsize:#检测当前的x坐标是否小于-boxsize f.goto(-boxsize,f.ycor())#如果小于，就把x的值设为-boxsize，y坐标值不变 if f.ycor()>boxsize:#检测当前的y坐标是否大于设定的boxsize f.goto(f.xcor(),boxsize)#如果大于boxsize，就把y的值设为boxsize，x坐标值不变 if f.ycor()<-boxsize:#检测当前的y坐标是否小于-boxsize f.goto(f.xcor(),-boxsize)#如果小于，就把y的值设为-boxsize，x坐标值不变screen = Screen()t=Turtle()t.shape("turtle")t.penup()f.penup() #将鱼的画笔提起，使不会出现轨迹f.goto(100,100)#设置鱼的初始位置screen.listen()#调用screen的监听函数#输入按键，触发对应的函数screen.onkeypress(up,"Up") #按动方向键Up则执行函数upscreen.onkeypress(left,"Left")screen.onkeypress(right,"Right")screen.onkeypress(back,"Down") #产生一个输入难度的对话框difficulty=screen.numinput("难度","请输入游戏的难度（1~5）",minval=1,maxval=5)#窗体监听按键screen.listen() while not caught: t.setheading(t.towards(f)) #海龟调整自己方向，使自己正对鱼 t.forward(8+difficulty) score+=1 if t.distance(f)<20: #海龟和鱼的距离少于20个像素就输了 caught=True time.sleep(0.2-(0.01*difficulty)) #难度越高，运行速度越快screen.textinput("GAME OVER","游戏得分:"+str(score*difficulty))screen.bye()
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