实验四 Python综合实践

20254116 2025-2026-2 《Python程序设计》实验4

课程：《Python程序设计》
班级： 2541
姓名： 李枝荣
学号：20254116
实验教师：王志强
实验日期：2026年5月226日
必修/选修：专选课

1.实验内容

Python综合应用：爬虫、数据处理、可视化、机器学习、神经网络、游戏、网络安全等。
课代表和各小组负责人收集作业（源代码、视频、综合实践报告）

Python综合应用：爬虫、数据处理、可视化、机器学习、神经网络、游戏、网络安全等。
例如：编写从社交网络爬取数据，实现可视化舆情监控或者情感分析。
例如：利用公开数据集，开展图像分类、恶意软件检测等
例如：利用Python库，基于OCR技术实现自动化提取图片中数据，并填入excel中。
例如：爬取天气数据，实现自动化微信提醒
例如：利用爬虫，实现自动化下载网站视频、文件等。
例如：编写小游戏：坦克大战、贪吃蛇、扫雷等等
注：在Windows/Linux系统上使用VIM、PDB、IDLE、Pycharm等工具编程实现。

综合实践报告

一、实验分析

本次Python综合实践，我选择的是编写小游戏，小游戏是贪吃蛇小游戏，因为本人真的知识储备不够，所以借助了豆包的帮助，加上自己的制作。我贴合课程综合实践要求，融合图形界面开发、键盘交互、数据计算、本地文件存储、游戏状态控制等多项技术，实现了综合性的Python程序开发练习。应本次实验要求需要实现至少五项核心功能，我制做的贪吃蛇小游戏，有5项功能，分别为：游戏界面绘制、键盘按键交互、分数统计计算、游戏数据本地存储、游戏状态判断（结束与重启）。它结构简单清晰，运行稳定无报错，适配Windows系统，操作简单，便于录制运行视频、展示实验效果，完全满足本次综合实践作业的要求。

二、系统设计

本项目采用模块化设计思想，将整个游戏程序拆分为五大独立功能模块，结构清晰、逻辑分层明确，对应作业要求的五项核心功能。

1. 整体设计思路

以图形窗口为基础载体，通过键盘监听实现人机交互，结合循环刷新实现游戏动态运行，实时统计游戏分数，游戏结束后自动保存数据，并支持重启和退出操作，完整实现小游戏的闭环运行逻辑。

2. 五大核心功能模块设计

（1）游戏界面绘制模块：利用Python内置tkinter库创建游戏窗口、黑色游戏画布，绘制绿色贪吃蛇、红色食物以及实时分数文本，构建完整可视化游戏界面。

（2）键盘按键交互模块：设置键盘方向键监听，通过按键事件改变蛇的移动方向，同时做反向移动限制，避免游戏逻辑bug，实现流畅的人机操控。

（3）分数统计计算模块：设定吃到食物自动加分规则，每次成功进食固定增加分数，实时刷新界面分数文本，完成分数统计与动态展示。

（4）本地数据存储模块：游戏结束后自动将本次游戏得分写入本地txt文件，实现游戏数据持久化保存，可随时查看游戏成绩。

（5）游戏状态判断模块：实时判断撞墙、撞自身等游戏结束条件，游戏终止后展示结束提示，支持按R键重启游戏、Q键退出游戏，完善游戏状态切换逻辑。

三、实现过程
1.游戏界面绘制模块
首先使用 Tk() 创建顶层窗口，geometry() 固定窗口大小，保证游戏界面稳定不变形。再通过tk.Canvas() 创建画布，作为所有游戏元素的绘制载体，并设置黑色背景。分数文本使用 create_text()绘制固定文本组件，用于实时展示分数。蛇身通过坐标列表保存每一节身体的位置，利用循环遍历蛇身列表，调用 create_rectangle() 批量绘制绿色方块。食物使用 create_oval() 绘制圆形红点。游戏动态画面依靠 canvas.delete() 清除上一帧画面，再重新绘制当前帧蛇和食物，实现动画效果。。

2.键盘按键交互功能

使用root.bind("", 函数)实现全局按键监听。程序获取用户按下的按键名称，通过 event.keysym 判断上下左右方向键，对蛇的移动方向变量进行修改。代码中加入防反向判定逻辑，例如当前方向为 Right 时，不允许直接变为 Left，有效防止蛇瞬间撞到自己，解决贪吃蛇经典逻辑漏洞。

3.分数统计计算功能

先程序初始化 score = 0作为分数存储变量。在每一帧游戏循环中，通过判断蛇头坐标与食物坐标是否完全重合，判定是否吃到食物。如果判定成功，执行三个核心操作：第一，分数变量自增 10 分；第二，调用 canvas.itemconfig() 刷新界面文本，更新最新分数显示；第三，随机生成新食物坐标并延长蛇身长度，使游戏难度逐步提升。

4.游戏数据本地存储功能

核心函数为自定义的 save_score()。游戏结束触发后自动调用该函数。代码使用 open("score.txt", "w", encoding="utf-8") 以写入模式打开本地文件，自动创建文本文件，利用 utf-8 编码保证中文内容不乱码。将最终分数格式化写入文档，实现游戏成绩持久化保存。采用写入模式会自动覆盖上一次游戏记录，始终保存最新成绩，同时加入异常捕获，防止文件读写报错导致程序崩溃，代码健壮性强，实现了自动化数据存储功能。

5.游戏状态判断

游戏状态控制依靠边界判断、列表判断、按键绑定共同实现。撞墙判断代码：通过判断蛇头 x、y 坐标是否超出画布 400×400 范围，超出即判定游戏结束。撞自身判断代码：利用 new_head in snake 判断蛇头新坐标是否存在于蛇身坐标列表中，若存在说明撞到自己，触发游戏结束。游戏结束后将全局变量 game_running 设置为 False，停止游戏主循环，并在画布中央绘制游戏结束提示文字。同时绑定双按键功能：按 R 键执行重启逻辑，销毁窗口并重新运行当前脚本；按 Q 键执行退出逻辑，关闭主窗口。完整实现了游戏结束判定、游戏重启、游戏退出三大状态控制功能。

四、结果

见下面视频：
https://www.bilibili.com/video/BV1h9Jp6PEV6/?spm_id_from=333.1007.top_right_bar_window_history.content.click&vd_source=2492c9f280b56cade6dc6eee52c25308

五、课程感想
本学期 Python 综合应用课程系统学习了 Python 基础语法、流程控制、函数、数据结构、文件操作等基础内容，同时涵盖爬虫、数据处理、可视化、小游戏开发、自动化、网络安全等综合应用知识。课程由浅入深、理论结合实战，让我熟练掌握了 PyCharm 开发工具，理解了模块化编程与程序调试思路，具备了基础的代码编写、项目设计与问题排查能力。

通过一学期的学习，我掌握了 Python 编程的核心逻辑，明白了编程重在动手实践与逻辑思考。不断敲代码、调试报错的过程，让我的实操能力和逻辑思维明显提升。同时我也认识到 Python 用途广泛、实用性强，能够应用在各类场景中，真正做到学以致用，收获很大。

我建议课堂增加更多随堂实操练习，做到学练结合；阶段性小作业，确实可以循序渐进提升项目开发能力，不过可以稍微少一点吗。整体课程还是内容实用、收获良多的，对我提升编程综合能力帮助很大。