20254208 2025-2026-2《Python程序设计》实验四报告

课程：《Python程序设计》
班级： 2542
姓名： 雷雨晴
学号：20254208
实验教师：王志强
实验日期：2026年5月19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。

2. 实验过程及结果

以前喜欢玩谷歌无网络时的小恐龙游戏。本次实验我想自己用pygame实现一个类似的版本。
（1）为了满足程序需要，在电脑上先下载pygame

（2）使用import函数导入模块，其中random用来生成随机数，让仙人掌随机出现；sys用来关闭窗口；os用来导入最高分的文件，这样就能够知道历史最高分是多少；然后这里还用了pygame.init()启动pygame库

（3）设置游戏窗口
先设置游戏窗口，为了模仿谷歌细长的游戏画面，将游戏窗口宽度和高度分别定义为800，300像素。
然后再用screen = screen = pygame.display.set_mode((WIDTH, HEIGHT))创建这样大小的游戏窗口。
然后再用pygame.display.set_caption("谷歌小恐龙")把游戏窗口命名为谷歌小恐龙。

（4）设置颜色
再用RGB形式定义黑白两种颜色，方便后面屏幕背景（白色）和文字（黑色）调用

(5)设置游戏帧率
用clock = pygame.time.Clock()设置一个时钟，控制游戏画面的更新速度。这样游戏不会跑的太快，都没看见仙人掌小恐龙就已经撞上去了。

（6）显示最高分
用HIGH_SCORE_FILE = "highscore.txt"建立一个文档储存最高分，之后可以调用，这样就可以在玩游戏的时候看到自己现在的分数和最高分的差距了。然后建立最高分的读取和存储功能。
先定义函数读取load_high_score，如果文件存在os.path.exists(HIGH_SCORE_FILE)，尝试读取其中的整数；如果是第一次玩，也就是文件不存在，则返回 0；接着定义存储save_high_score，将值转为字符串写入。

（7）选择游戏难度
定义两种仙人掌的移动速度让玩家选择，这样不同能力的玩家都可以享受游戏了。

（8）设置恐龙的代码
用self.x = 50；self.y = HEIGHT - 75；self.width = 50；self.height = 75把恐龙的初始横坐标固定在 50，纵坐标位于 HEIGHT - 75，使得它的脚刚好接触地面也就是游戏窗口的底部。

然后用self.image = pygame.image.load("dinosaur.png")
self.image = pygame.transform.scale(self.image, (self.width, self.height))把下载的恐龙照片画到游戏窗口里对应的位置，并设定照片的大小。

用self.jump_force和self.gravity设置小恐龙每次起跳向上和向下的程度，
用vel_y定义垂直速度。并定义update函数，根据速度更新小恐龙的位置，当恐龙落回地面或更低时，将纵坐标定为HEIGHT - 75，让小恐龙一接触地面就不往下落了，这样恐龙不会掉到地面下面去。
再用is_jumping，并定义函数jump防止在空中起跳，恐龙越飞越高。

（9）设置仙人掌代码
同样地设置仙人掌的代码。仙人掌初始生成在窗口最右边，然后每帧的位置是前一帧的坐标减去玩家选择的难度对应的速度。

（10）结束游戏
当恐龙撞到仙人掌的时候游戏结束。因为恐龙和仙人掌的图片都是长方形的，所有就用恐龙图片的矩形区域与仙人掌的矩形区域在 X 轴和 Y 轴上同时重叠来近似判断恐龙撞到了仙人掌。

（11）设置玩家选择难度的界面
用font = pygame.font.SysFont(None, 50)创建一个大小为50像素的系统默认字体，以供后续调用。然后调用这个字体呈现提示文字Press E for EASY | H for HARD，然后用pygame.display.update()把绘制好的画面更新到屏幕上。
接下来用for event in pygame.event.get():处理玩家的操作：
点击窗口关闭按钮——退出程序（刚刚打开没选难度就不想玩了），英文输入法点击E/H——选择对应难度

（12）设置游戏结算界面
同理用font = pygame.font.SysFont创建两种大小的字体，显示Game Over、最终分数、历史最高分、要不要按R重开一局等等提示，并用同样的方法设置关闭窗口的功能（玩玩几局不想玩了）

（13）串联以上模块，完成主游戏逻辑
先用global_high_score = load_high_score()读取历史最高分，再建立每局循环。

接下来初始化本局游戏，包括建立一个新的恐龙（没有初速度）、存放仙人掌的列表（一开始一个仙人掌都没有，这样上一局的障碍物不会保留下来）、初始得分0、游戏结束标志（一开始是False，没有结束）、spawn_timer（记录前一个仙人掌生成之后过了多久，通过让这个数随机，来随机距离地生成仙人掌）、最高分

接下来分别处理游戏中的事件

用for event in pygame.event.get()处理关闭窗口退出，按空格键跳跃

用screen.fill(WHITE)填充白色背景
用random.randint生成随机数，并调用之前的spawn_timer，当间隔时间达到随机数就生成一个仙人掌。
用dino.update()和dino.draw()每帧更新恐龙的位置并绘制。

如果恐龙越过仙人掌（仙人掌移动到恐龙的横坐标没有发生碰撞）就加一分；如果分数超过了历史最高分，历史最高分就根据目前的分数增长。

碰撞发生游戏结束

在游戏界面上绘制分数与历史最高分，同时按固定频率（60帧更新画面）

最后用game_over_screen(score, global_high_score)，发生碰撞之后显示结算界面
用if name == "main":game()让运行这个文件的时候开始游戏。

源代码如下

点击查看代码

import pygame
import random
import sys
import os
# 20254208雷雨晴
pygame.init()

# 20254208雷雨晴
WIDTH, HEIGHT = 800, 200
screen = pygame.display.set_mode((WIDTH, HEIGHT))
pygame.display.set_caption("谷歌小恐龙")

# 20254208雷雨晴
WHITE = (255, 255, 255)
BLACK = (0, 0, 0)

clock = pygame.time.Clock()
FPS = 60

# 20254208雷雨晴
HIGH_SCORE_FILE = "highscore.txt"
def load_high_score():
    if os.path.exists(HIGH_SCORE_FILE):
        with open(HIGH_SCORE_FILE, "r", encoding="utf-8") as f:
            return int(f.read().strip())
    return 0
def save_high_score(score):
    with open(HIGH_SCORE_FILE, "w", encoding="utf-8") as f:
        f.write(str(score))

EASY_SPEED = 6
HARD_SPEED = 12

class Dinosaur:
    def __init__(self):
        self.x = 50
        self.y = HEIGHT - 75
        self.width = 50
        self.height = 75
        self.jump_force = 15
        self.gravity = 1
        self.vel_y = 0
        self.is_jumping = False
        self.image = pygame.image.load("dinosaur.png")
        self.image = pygame.transform.scale(self.image, (self.width, self.height))
# 20254208雷雨晴
    def jump(self):
        if not self.is_jumping:
            self.is_jumping = True
            self.vel_y = -self.jump_force
#20254208雷雨晴
    def update(self):
        if self.is_jumping:
            self.y += self.vel_y
            self.vel_y += self.gravity
            if self.y >= HEIGHT - 75:
                self.y = HEIGHT - 75
                self.is_jumping = False
                self.vel_y = 0

    def draw(self):
        screen.blit(self.image, (self.x, self.y))



class Cactus:
    def __init__(self, speed):
        self.x = WIDTH
        self.y = HEIGHT - 40
        self.width = 20
        self.height = 40
        self.speed = speed
        self.image = pygame.image.load("cactus.png")
        self.image = pygame.transform.scale(self.image, (self.width, self.height))
# 20254208雷雨晴
    def update(self):
        self.x -= self.speed
# 20254208雷雨晴
    def draw(self):
        screen.blit(self.image, (self.x, self.y))

def is_collision(dino, cactus):
    if (dino.x < cactus.x + cactus.width and
            dino.x + dino.width > cactus.x and
            dino.y < cactus.y + cactus.height and
            dino.y + dino.height > cactus.y):
        return True
    return False

# 20254208雷雨晴
def choose_difficulty():
    font = pygame.font.SysFont(None, 50)
    while True:
        screen.fill(WHITE)
        text1 = font.render("Press E for EASY | H for HARD", True, BLACK)
        screen.blit(text1, (WIDTH//2 - 220, HEIGHT//2 - 40))
        pygame.display.update()
        for event in pygame.event.get():
            if event.type == pygame.QUIT:
                pygame.quit()
                sys.exit()
            if event.type == pygame.KEYDOWN:
                if event.key == pygame.K_e:
                    return EASY_SPEED
                if event.key == pygame.K_h:
                    return HARD_SPEED


def game_over_screen(score, high_score):
    (None, 40)
    font_large = pygame.font.SysFont(None, 60)
    while True:
        screen.fill(WHITE)
        game_over_text = font_large.render("Game Over", True, BLACK)
        final_score = font.render(f"Final Score: {score}", True, BLACK)
        best_score = font.render(f"History Best: {high_score}", True, BLACK)
        restart_text = font.render("Press R to RESTART", True, BLACK)
        screen.blit(game_over_text, (WIDTH // 2 - 100, HEIGHT // 2 - 50))
        screen.blit(final_score, (WIDTH // 2 - 100, HEIGHT // 2))
        screen.blit(best_score, (WIDTH // 2 - 100, HEIGHT // 2 + 30))
        screen.blit(restart_text, (WIDTH // 2 - 100, HEIGHT // 2 + 60))
#20254208雷雨晴
        pygame.display.update()
        for event in pygame.event.get():
            if event.type == pygame.QUIT:
                pygame.quit()
                sys.exit()
            if event.type == pygame.KEYDOWN and event.key == pygame.K_r:
                return


def game():
    global_high_score = load_high_score()
    while True:
        cactus_speed = choose_difficulty()

        dino = Dinosaur()#20254208雷雨晴
        cacti = []
        score = 0
        game_over = False
        spawn_timer = 0
        current_best = global_high_score

        while not game_over:
            for event in pygame.event.get():
                if event.type == pygame.QUIT:
                    pygame.quit()
                    sys.exit()#20254208雷雨晴
                if event.type == pygame.KEYDOWN:
                    if (event.key == pygame.K_SPACE or event.key == pygame.K_UP):
                        dino.jump()

            screen.fill(WHITE)

            #20254208雷雨晴
            spawn_timer += 1
            if spawn_timer > random.randint(40, 100):
                cacti.append(Cactus(cactus_speed))
                spawn_timer = 0

            # 更新绘制恐龙
            dino.update()
            dino.draw()

            #20254208雷雨晴
            for cactus in cacti[:]:
                cactus.update()
                cactus.draw()
                if cactus.x + cactus.width < 0:
                    cacti.remove(cactus)
                    score += 1
                    if score > current_best:
                        current_best = score
                        global_high_score = current_best
                        save_high_score(global_high_score)

            for cactus in cacti:
                if is_collision(dino, cactus):
                    game_over = True#20254208雷雨晴


            font = pygame.font.SysFont(None, 40)
            score_text = font.render(f"Score: {score}", True, BLACK)
            best_text = font.render(f"Best: {current_best}", True, BLACK)
            screen.blit(score_text, (10, 10))
            screen.blit(best_text, (200, 10))#20254208雷雨晴
            pygame.display.update()
            clock.tick(FPS)
        game_over_screen(score, global_high_score)

if __name__ == "__main__":
    game()

视频连接

3. 实验过程中遇到的问题和解决过程

问题1：无法安装pygame

• 问题1解决方案：
  请教了老师，发现电脑中安装了两个python解释器，相互冲突，经老师帮助后应用了正确的解释器，成功安装。（谢谢王老师!!!d=====(≧▽≦*)b）

问题2：游戏闪退

• 问题2解决方案：询问AI，发现原来是游戏运行的太快了，仙人掌直接撞到恐龙上了。加入clock = pygame.time.Clock()等代码控制游戏帧率，让游戏以稳定速度运行。

问题3：最终界面只呈现了部分文字

• 问题3解决方案：发现呈现不了中文，将代码改成英文
  
  
  

问题4:同学试玩游戏的时候直接连击空格键，恐龙一直往上跳，进入飞行模式，打出超高分数，地上仙人掌的障碍完全没有意义了…

• 问题4解决方案：设置变量is_jumping，让恐龙在空中的时候没有办法起跳。
  

其他（感悟、思考等）

（1）实验总结：
本次实验让我们自己选择题目来编写，一开始没有老师的引导，我有点不知道应该做什么，很担心自己的想法不具备可实现性，一开始安装pygame失败时没有老师一步步的指引也特别没有头绪。但通过本次实验，对如何运用python有了更加切实的感受，既尝试调用学到的东西，也学到了很多新的知识。最重要的是通过这次实验我完整的体验了通过python提出问题和解决问题的过程，对运用python解决问题没那么迷茫无措了。收获真的特别大ヾ(≧ ▽ ≦)ゝ！
（2）全课程总结：
这学期的python课我真的学到了特别多。
首先是python的基础知识，比如列表、字典、逻辑循环、判断、随机数等等功能。作为一名文科生，我之前对python几乎没有任何了解，唯一的接触就是按图索骥地用vscode改过游戏抽卡概率，但完全不能理解代码的意思，也不知道啥是python。通过这学期的学习，我对python的开发环境、基本语法、简单函数、流程控制等等都有了比较系统性的了解，特别感谢王老师细心全面的讲解和帮助，老师课堂提问的方式也极大地帮助了我们复习巩固学过的知识。现在我终于能够看懂一些代码，也能够编写一些简单程序。实在是非常有用的技能啊！♪(^∇*)
其次，python课也极大地磨练了我的耐心和细心。对我们初学者而言，编写程序的过程中的报错是不可避免的，要反复回顾，调试，尝试去用不同方法解决问题。其实很多时候，我并不确定能否仅凭自己的能力解决这些问题，但是python课极大锻炼了我的耐心，让我愿意通过多种方式慢慢尝试。同时编程的过程细心也特别重要，我们最容易犯的错误就是输入法中英文切换的问题，还有缩进，或者忘记冒号等等，通过这学期的学习，我也能够较长时间保持专注的能力，报错的次数也越来越少了。
最后，关于AI。AI的确降低了我们编写代码的门槛，但是如果我们不主动掌握编程技能，一方面可能无法应对实际应用中千奇百怪的问题（比如无法安装pygame，又比如实验四中遇到的恐龙上天问题），另一方面，这让我想起某个杂志上看到的黑箱问题：如果我们只知道人工智能输入和输出的结果，不了解这个系统运行的原理，其结果在可信度上，以及伦理上就可能存在巨大隐患。因此得加油努力学习，不能依赖AI:)
（3）意见和建议：
课程设计真的特别特别棒，唯一要说的可能就是socket部分，因为大家电脑不一样，修改IP地址的入口也不一样。当时我找了很久很久，才在网络和Internet——属性——WLAN——硬件属性——更多适配器里找到，因为这一步的卡顿也有点没跟上老师上课的节奏，建议可以在这一节课前提供一些相关资料供大家预习。
最后的最后，真的特别感谢王老师，非常耐心非常包容，课程设计对文科生也特别友好，真的太喜欢上王老师的python课了！