用Python语言设计一个计算机程序来模拟“单人壁球”游戏[Python基础]
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以下文章来源于地信小嘉 ，作者小嘉小嘉
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项目说明
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”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，最特别的是学习如何利用键盘和画布交互。
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。
当live为0且分数没有达到50分时，挑战失败
文章中将提供一个模板，模板中已经设计了一个名为new_game（）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()。
需要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，可以利用随机函数给小球一个不同方向的速度。
运行示例
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。
项目模板
# -*- 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
pass
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
# 步骤1 绘制小球
# 步骤1 绘制挡板
# 步骤1 绘制生命和分数
# 步骤3 检查与上壁碰撞
# 步骤3 检查与左右壁的碰撞
# 步骤4 更新挡板的水平位置
# 步骤5 检查与挡板的碰撞
pass
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()
编码步骤
建议在提供的模板中按照以下步骤完成编码。(可用电脑打开文章将模板代码复制到PyCharm中进行编写）
（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。
参考代码
# -*- 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] = 1
ball_vel[1] = 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") # 绘制横线
canvas.draw_line([WIDTH/2, HEIGHT/2], [WIDTH/2, HEIGHT], 3, "white") # 绘制竖线
# 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, [120, 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] = -ball_vel[1]
score += 1
if ball_pos[1] > HEIGHT:
live -= 1
if live > 0:
spawn_ball()
else:
live = 0
# 当live为0且分数没有达到50分时，挑战失败
if live == 0 and score < 50:
canvas.draw_text("挑战失败", [150, 200], 50, "red")
# 当分数为50分时，游戏过关
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()
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