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[教程] Mind+Python编程入门系列课程 — 09 弹球小游戏积分版

本帖最后由木子呢于 2021-11-9 16:48 编辑

Mind+Python编程入门系列课程第九课——弹球小游戏积分版

教程目录：

Python编程入门系列课程——01 智能绘星
Python编程入门系列课程——02 模拟星空
Python编程入门系列课程——03 龟龟赛跑
Python编程入门系列课程——04小海龟走迷宫
Python编程入门系列课程——05飞机大战小游戏
Python编程入门系列课程——06飞机大战彩蛋版
Python编程入门系列课程——07 桌面小挂件
Python编程入门系列课程 — 08 弹球小游戏

一、学习背景

经过上节课的学习，我们了解了python中的逻辑运算符、学习了列表的索引以及类的实例方法的创建。同时，也学会了使用tkinter库实现键盘交互的方法。在上节课中，我们利用tkinter库及python知识设计了一个弹球小游戏，那么这节课，我们将在上节课的基础上，进一步优化弹球小游戏，使其更加有趣起来!

二、学习目标

本实践项目通过编写python程序来设计一个积分版的弹球小游戏。

知识目标：

1、掌握python中常见的赋值运算符

技能目标：

1、掌握使用tkinter库在界面上实时计算得分的方法

三、学习准备

1、电脑

2、mind+编程软件

四、学习实践

在本项目中，我们将创建两个python程序分别来对弹球小游戏进行优化。之后运行程序，通过按动键盘上的不同按钮，实现弹球小游戏的游戏效果。

1.添加积分功能及启动和停止按键

2.设置游戏在不同时间段的难度不同

任务1游戏玩法机制：游戏开始时，一个小球和球拍分别现身于窗口界面的中间和底部。在游戏界面的右上方有键盘控制的提示文字，以及实时显示的得分数。

之后我们通过键盘的“向下”键和“向上”键控制游戏的开始和停止，左右两个方向键控制球拍的移动，来接住下落的小球。小球遇到界面的上边缘及左右两侧面则反弹回来。若成功接住，小球则再次向上反弹，并计一分。倘若未能接住小球，使得小球与界面下边缘接触，则游戏结束。

任务2游戏玩法机制：游戏整体控制方式不变，添加难度变化，当得分越高，小球的移速越快，得分数达到18分时，即可获胜。

任务1：添加积分程序设计

这个程序中，我们将分三步创建这个程序。首先是分析任务，之后进行程序的编写，最后运行程序并观察效果。

1、任务分析

在这个任务中，我们将为游戏添加计分和控制启停的功能。

整体上我们按照顺序结构的方式编写程序，具体流程如下，

其中，为了设置游戏的启动和停止，我们需要在球拍类中再添加两个方法，并绑定在键盘的“向下”和“向上”两个按键上，同时在画布右上方添加操作的提示文字，球拍类的整体内容如下，

而为了实现游戏的计分，我们需要再创建一个计分类，在类中创建两个方法，分别用来实现计分和在画布上显示得分。整体如下，

对于小球部分，我们不做任何改变，整体如下，

在程序的最后，由于游戏的规则以及得分设定在游戏开始后永久有效，因此，对于游戏的规则及界面的设定我们以永久循环的方式编写，具体流程如下，

2、程序编写

在正式编写程序代码之前，我们首先要创建一个项目文件及python程序文件。

STEP1：创建与保存项目文件

启动Mind+,另存项目并命名为“弹球小游戏积分版”。

STEP2：创建与保存python文件

创建一个python程序文件“任务一.py”，双击打开。

STEP3：编写程序

import tkinter  #引入GUI工具包turtle库
import random   #引入随机函数
import time     #引入时间库

#创建一个界面和配置界面的一些基本属性
window = tkinter.Tk()#创建一个tk的窗口实例对象
window.title('Game')#设置窗口标题为game
window.resizable(0, 0)#通知窗口管理器调整布局大小,0,0表示不能被拉伸
window.wm_attributes('-topmost', 1)#窗口永远在前
#创建一个500x400的界面,背景色为浅蓝色，边框为厚度为0
canvas = tkinter.Canvas(window, width=500, height=400, highlightthickness=0,bg='light green')
canvas.pack()#安置画布

#初始界面，画布上绘制文字
startsigal=canvas.create_text(430,10,text='DOWN:START',font=('Times',10),state='normal')
endsigal=canvas.create_text(430,30,text='UP:END',font=('Times',10),state='normal')
leftsigal=canvas.create_text(430,50,text='LEFT:LEFT',font=('Times',10),state='normal')
rightsigal=canvas.create_text(430,70,text='RIGHT:RIGHT',font=('Times',10),state='normal')

over=canvas.create_text(250,200,text='GAME OVER',font=('Times',30),state='hidden')
start=canvas.create_text(430,110,text='GAME START',font=('Times',10),state='normal')
score=canvas.create_text(430,90,text='SCORE:',font=('Times',10),state='hidden')

class Paddle:#创建球拍类
    def __init__(self,canvas,color):#创建init方法
        self.canvas=canvas #初始化canvas画布
        #保存tkinter画球拍时返回的id，为后期移动屏幕上的球拍做准备，create_rectangle 画矩形，fill为球拍的颜色
        self.id=canvas.create_rectangle(0,0,150,10,fill=color)#画一个矩形并记录下它的id
        self.canvas.move(self.id,150,380)#将球拍移动至初始位置
        self.started=False#球拍是否开始移动，True表示开始运行
        self.x=0#设置对象变量x，初始值为0.也就是球拍先不移动
        self.canvas_width=self.canvas.winfo_width()#球拍的画布宽度铺满
        #在Paddle的初始化函数里面绑定四个键盘事件:    
        self.canvas.bind_all("<KeyPress-Left>",self.turn_left)
        self.canvas.bind_all("<KeyPress-Right>",self.turn_right)
        self.canvas.bind_all("<KeyPress-Down>", self.game_start)#向下键开始
        self.canvas.bind_all("<KeyPress-Up>", self.game_stop)#向上键停止

    #创建实例方法，是指在类中定义的函数。
    def turn_left(self,evt):#左移，evt是向系统注册的事件
        self.x=-4#左移速度为4
    def turn_right(self,evt):#右移
        self.x=4#右移速度为4
    def game_start(self,evt):#开始
        self.started=True
    def game_stop(self,evt):#停止
        self.started = False

    def draw(self):#创建draw()方法
        self.canvas.move(self.id,self.x,0)#纵坐标固定，横坐标可移动
        paddle_pos=self.canvas.coords(self.id)# 获取球拍的位置坐标
        if paddle_pos[0]<=0:# 如果球拍左上角x坐标小于等于0，则停止移动
            self.x=0
        if paddle_pos[2]>=500:# 如果球拍右下角x坐标大于等于500，则停止移动
            self.x=0

class Ball():#创建球类
    '''创建Ball类，初始化对象，即创建对象设置属性,一个canvas也就是画图用来画一个球，一个是color，表示球的颜色
    init函数是在对象被创建的同时就设置属性的一种方法，Python会在创建新对象时自动调用这个函数。'''
    def __init__(self,canvas,paddle,color):#创建init方法
        self.canvas=canvas#初始化canvas
        self.paddle=paddle#初始化paddle
        '''保存tkinter画小球返回的id，为后期移动屏幕上的小球做准备，参数分别表示为:(10,10)
        表示左上角x,y坐标，(25,25)表示右下角x,y坐标，即创建一个直径为15的圆,fill为小球的填充色'''
        self.id=canvas.create_oval(10,10,25,25,fill=color)#画圆并记录下它的id
        self.canvas.move(self.id,245,100)#将小球移动到初始位置，初始位置可通过传参进行更改，有默认值
        starts=[-3,-2,-1,1,2,3]# 给一串x分量的起始值（x和y代表横坐标和纵坐标的分量）
        random.shuffle(starts)# shuffle()方法将序列的所有元素随机排序
        self.x=starts[0]# 随机混排序，赋值给对象变量x，让它起始的时候获得随机分量值，横向速度不同，引起球每次起始角度都不同
        self.y=-7 #向上移动 
        self.hit_bottom = False# 小球是否碰触到画布底部，初始值为False，即没有碰到

    def draw(self):#让球出现在主界面上
        self.canvas.move(self.id, self.x, self.y)# 让小球可以水平和垂直运动
        pos = self.canvas.coords(self.id)# coords函数通过id返回画布球的坐标列表
        # 判断小球是否撞到画布顶部或者底部，保证小球反弹回去，不消失
        if pos[3]>= 400:#如果小球的右下角y坐标大于画布宽度，则表示小球碰到了画布底部，游戏结束
            self.hit_bottom=True
        if pos[2] >= 500:#如果小球的右下角x坐标大于等于画布宽度，则向左移速为5
            self.x=-5
        if pos[0]<=0:#如果小球的左上角x坐标小于等于0，则向右移速为5
            self.x=5
        if pos[1]<=0:#如果小球的左上角y坐标小于0，则向下移速为5
            self.y=5

        if self.hit_paddle(pos)==True:# 判断 球 是否碰到了 球拍，如果碰到了则使小球回弹
            self.y=-5#向上移动三像素
            score.addscore()#调用计分函数

    #该函数用于判断 球 是否碰到了 球拍，如果碰到了则使小球回弹，否则游戏结束
    def hit_paddle(self,pos):
        paddle_pos=self.canvas.coords(self.paddle.id)# 获取球拍在画布的坐标
        # 如果小球的右下角x坐标 大于等于 球拍左上角x坐标，且小球左上角x坐标 小于等于 球拍右下角x坐标
        if pos[2]>=paddle_pos[0] and pos[0]<=paddle_pos[2]:
            # 如果小球右下角y坐标 大于等于 球拍左上角y坐标，且小球右下角y坐标 小于等于 球拍右下角y坐标
            if pos[3]>=paddle_pos[1] and pos[3]<=paddle_pos[3]:
                return True#返回值为真
        else:
            return False#返回值为假

#得分计算
class Score:#创建得分类

    def __init__(self,canvas,color):
        self.score=0#初始化得分为0
        self.canvas=canvas# 把参数canvas赋值给对象变量canvas
        canvas.itemconfig(score, state='normal')#修改组件属性，将得分展示在文本控件中
        self.id=canvas.create_text(470,90,text=self.score,fill=color)#创建文本控件，用户保存得分

    def addscore(self):#计算得分
        self.score+=1#自增一分
        self.canvas.itemconfig(self.id,text=self.score)

paddle = Paddle(canvas, 'blue')#创建木板的实例
ball = Ball(canvas, paddle, 'red')#创建球的实例
score=Score(canvas,'black')#创建得分实例
while True:

    if paddle.started==True :
        if  ball.hit_bottom==False:#游戏开始且小球未触底
            ball.draw()#调用球的draw函数
            paddle.draw()#调用木板的draw函数
        else:
            canvas.itemconfig(start, state='hidden')#修改组件属性
            canvas.itemconfig(over, state='normal')#修改组件属性

    window.update()#更新屏幕
    time.sleep(0.01)#程序推迟执行0.01秒
复制代码

3、程序运行

运行程序，我们看到：弹出了一个标题为“Game”的绿色背景的游戏界面，界面的右上方有四个按键操作方式的文字提示，以及得分显示，每接住一次小球，得分都会自动加一。

知识积累

赋值运算符+=

功能说明 “+=”符号表示加赋值，把右边的值进行某些运算后再赋值给左边的变量。

使用方法

运算符	说明	举例	展开形式
+=	加赋值	x+=y	x=x+y

举例说明 程序中，

self.score+=1#自增一分

表示得分在原来的基础上加1后再将结果值赋给自己。

常见的赋值运算符

功能说明 赋值运算符主要用来为变量等赋值。使用时，可以直接把基本赋值运算符“=”右边的值赋给左边的变量，也可以进行某些运算后再赋值给左边的变量。

使用方法

运算符	说明	举例	展开形式
=	简单的赋值运算	x=y	x=y
+=	加赋值	x+=y	x=x+y
-=	减赋值	x-=y	x=x-y
*=	乘赋值	x*=y	x=x*y
/=	除赋值	x/=y	x=x/y
%=	取余数赋值	x%=y	x=x%y
**=	幂赋值	x**=y	x=x**y
//=	最整除赋值	x//=y	x=x//y

乐一乐

至此，弹球小游戏积分第一版我们就完成啦，赶紧来试一试吧，看看你最高能得多少分呢?

任务2：变化移速程序设计

这个程序中，我们将为游戏添加不同的难度，这里，我们依旧将分三步创建这个程序。首先是分析任务，之后进行程序的编写，最后运行程序并观察效果。

1、任务分析

在任务一的程序中，我们已经成功实现了计分功能，接下来，为了增加游戏的趣味度，我们将为游戏增加一定的难度。

这里，我们通过变化小球的移动速度来实现，整体上，编程的方式不变，只需做几点调整。

首先，我们需要在一开始定义一个全局变量speed,之后，在小球的draw方法内，我们将原来固定的移速，更换成speed,并且，对于speed这个变量，我们设置其在不同得分段下不同的数值，并且得分越高，移速越快。这里，我们通过多分支结构来实现，具体流程如下，

同时，我们也为游戏设置得分上限，当达到最高得分时，则判定获胜。这里，我们在一开始的画布界面上设置获胜信息并隐藏，之后通过在得分类的addscore方法内添加条件判断语句来实现。

2、程序编写

STEP1：创建与保存python文件

新建一个python程序文件“任务二.py”，双击打开。

STEP2：编写程序

import tkinter#导入tkinter库
#创建一个界面和配置界面的一些基本属性
import tkinter#引入GUI工具包turtle库
import random#引入随机函数
import time#引入时间库

global speed#创建全局变量speed

#创建一个界面和配置界面的一些基本属性
window = tkinter.Tk()#创建一个tk的窗口实例对象
window.title('Game')#设置窗口标题为game
window.resizable(0, 0)#通知窗口管理器调整布局大小,0,0表示不能被拉伸
window.wm_attributes('-topmost', 1)#窗口永远在前
#创建一个500x400的界面,背景色为浅蓝色，边框为厚度为0
canvas = tkinter.Canvas(window, width=500, height=400, highlightthickness=0,bg='light green')
canvas.pack()#安置画布

#初始界面，画布上绘制文字
startsigal=canvas.create_text(430,10,text='DOWN:START',font=('Times',10),state='normal')
endsigal=canvas.create_text(430,30,text='UP:END',font=('Times',10),state='normal')
leftsigal=canvas.create_text(430,50,text='LEFT:LEFT',font=('Times',10),state='normal')
rightsigal=canvas.create_text(430,70,text='RIGHT:RIGHT',font=('Times',10),state='normal')

over=canvas.create_text(250,200,text='GAME OVER',font=('Times',30),state='hidden')
start=canvas.create_text(430,110,text='GAME START',font=('Times',10),state='normal')
score=canvas.create_text(430,90,text='SCORE:',font=('Times',10),state='hidden')
victory=canvas.create_text(250,200,text='Victory',font=('Times',30),state='hidden')

class Paddle:#创建球拍类
    def __init__(self,canvas,color):#创建init方法
        self.canvas=canvas #初始化canvas画布
        # 保存tkinter画球拍时返回的id，为后期移动屏幕上的球拍做准备，create_rectangle 画矩形，fill为球拍的颜色
        self.id=canvas.create_rectangle(0,0,150,10,fill=color)#画一个矩形并记录下它的id
        self.canvas.move(self.id,150,380)# 将球拍移动至初始位置
        self.started=False#球拍是否开始移动，True表示开始运行
        self.x=0# 设置对象变量x，初始值为0.也就是球拍先不移动
        self.canvas_width=self.canvas.winfo_width()#球拍的画布宽度铺满
        #在Paddle的初始化函数里面绑定两个键盘事件:    
        self.canvas.bind_all("<KeyPress-Left>",self.turn_left)
        self.canvas.bind_all("<KeyPress-Right>",self.turn_right)
        self.canvas.bind_all("<KeyPress-Down>", self.game_start)#向下键开始
        self.canvas.bind_all("<KeyPress-Up>", self.game_stop)#向上键停止

    #创建实例方法，是指在类中定义的函数。
    def turn_left(self,evt):#左移，evt是向系统注册的事件
        self.x=-4#左移速度为4
    def turn_right(self,evt):#右移
        self.x=4#右移速度为4
    def game_start(self,evt):#开始
        self.started=True
    def game_stop(self,evt):#停止
        self.started = False

    def draw(self):#创建draw()方法
        self.canvas.move(self.id,self.x,0)#纵坐标固定，横坐标可移动
        paddle_pos=self.canvas.coords(self.id)# 获取球拍的位置坐标
        if paddle_pos[0]<=0:# 如果球拍左上角x坐标小于等于0，则停止移动
            self.x=0
        if paddle_pos[2]>=500:# 如果球拍右下角x坐标大于等于500，则停止移动
            self.x=0

class Ball():#创建球类
    '''创建Ball类，初始化对象，即创建对象设置属性,一个canvas也就是画图用来画一个球，一个是color，表示球的颜色
    init函数是在对象被创建的同时就设置属性的一种方法，Python会在创建新对象时自动调用这个函数。'''
    def __init__(self,canvas,paddle,color):#创建init方法
        self.canvas=canvas#初始化canvas
        self.paddle=paddle#初始化paddle
        '''保存tkinter画小球返回的id，为后期移动屏幕上的小球做准备，参数分别表示为:(10,10)
        表示左上角x,y坐标，(25,25)表示右下角x,y坐标，即创建一个直径为15的圆,fill为小球的填充色'''
        self.id=canvas.create_oval(10,10,25,25,fill=color)#画圆并记录下它的id
        self.canvas.move(self.id,245,100)# 将小球移动到初始位置，初始位置可通过传参进行更改，有默认值
        starts=[-3,-2,-1,1,2,3]# 给一串x分量的起始值（x和y代表横坐标和纵坐标的分量）
        random.shuffle(starts)# shuffle()方法将序列的所有元素随机排序
        self.x=starts[0]# 随机混排序，赋值给对象变量x，让它起始的时候获得随机分量值，横向速度不同，引起球每次起始角度都不同
        self.y=-3 #向上移动 
        self.hit_bottom = False# 小球是否碰触到画布底部，初始值为False，即没有碰到

    def draw(self):#让球出现在主界面上
        self.canvas.move(self.id, self.x, self.y)# 让小球可以水平和垂直运动
        pos = self.canvas.coords(self.id)# coords函数通过id返回画布球的坐标列表

        if score.score >= 0and score.score<=2:#得分在0-2分内
            speed = 3#设置移速为3
        elif score.score >= 3and score.score<=5:#得分在3-5分内
            speed  = 4
        elif score.score >= 6and score.score<=8:#得分在6-8分内
            speed  = 5
        elif score.score >= 9and score.score<=15:#得分在9-15分内
            speed  = 6
        else :#其他情况
            speed  = 7

        # 判断小球是否撞到画布顶部或者底部，保证小球反弹回去，不消失
        if pos[3]>= 400:# 如果小球的右下角y坐标大于画布宽度，则表示小球碰到了画布底部，游戏结束
            self.hit_bottom=True
        if pos[2] >= 500:#如果小球的右下角x坐标 大于等于画布宽度，则向左移速为
            self.x=-speed 
        if pos[0]<=0:#如果小球的左上角x坐标 小于等于0，则向右移速为
            self.x=speed 
        if pos[1]<=0:#如果小球的左上角y坐标小于0，则向下移速为
            self.y=speed 

        if self.hit_paddle(pos)==True:# 判断 球 是否碰到了 球拍，如果碰到了则使小球回弹
            self.y=-speed #向上移动三像素
            score.addscore()#调用计分函数
        
    #该函数用于判断 球 是否碰到了 球拍，如果碰到了则使小球回弹，否则游戏结束
    def hit_paddle(self,pos):
        paddle_pos=self.canvas.coords(self.paddle.id)# 获取球拍在画布的坐标
        # 如果小球的右下角x坐标 大于等于 球拍左上角x坐标，且小球左上角x坐标 小于等于 球拍右下角x坐标
        if pos[2]>=paddle_pos[0] and pos[0]<=paddle_pos[2]:
            # 如果小球右下角y坐标 大于等于 球拍左上角y坐标，且小球右下角y坐标 小于等于 球拍右下角y坐标
            if pos[3]>=paddle_pos[1] and pos[3]<=paddle_pos[3]:
                return True#返回值为真
        else:
            return False#返回值为假

#得分计算
class Score:#创建得分类

    def __init__(self,canvas,color):
        self.score=0#初始化得分为0
        self.canvas=canvas# 把参数canvas赋值给对象变量canvas
        canvas.itemconfig(score, state='normal')# 修改组件属性，将得分展示在文本控件中
        self.id=canvas.create_text(470,90,text=self.score,fill=color)#创建文本控件，用户保存得分

    def addscore(self):#计算得分
        self.score+=1#自增一分
        self.canvas.itemconfig(self.id,text=self.score)
        if self.score == 18:
            canvas.itemconfig(victory, state='normal')#修改组件属性
            canvas.itemconfig(over, state='hidden')#修改组件属性
            paddle.started = False

paddle = Paddle(canvas, 'blue')#创建木板的实例
ball = Ball(canvas, paddle, 'red')#创建球的实例
score=Score(canvas,'black')#创建得分实例
while True:

    if paddle.started==True :
        if  ball.hit_bottom==False:#游戏开始且小球未触底
            ball.draw()#调用球的draw函数
            paddle.draw()#调用木板的draw函数
        else:
            canvas.itemconfig(start, state='hidden')#修改组件属性
            canvas.itemconfig(over, state='normal')#修改组件属性
    window.update()#强制更新屏幕
    time.sleep(0.01)#程序推迟执行0.01秒
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