20254323 2025-2026-2 《Python程序设计》实验四报告

课程：《Python程序设计》
班级： 2543
姓名： 向俊达
学号： 20254323
实验教师：王志强
实验日期：2026年5月25日
必修/选修： 公选课

一、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。

二、实验分析与需求设计

2.1 功能需求分析

本次贪吃蛇游戏设计不少于 5 项核心功能，满足评分功能要求：
  1. 方向操控：上下左右方向键控制蛇身移动，禁止反向直接撞击。
  2. 进食成长计分：触碰食物蛇身变长，实时累加游戏分数。
  3. 死亡判定机制：触碰边界、自身身体判定游戏结束。
  4. 广告复活功能：死亡后按 W 键观看 5 秒（可具体调整）广告，保留分数与蛇身复活继续游戏。
  5. 游戏重置退出：空格键重新开局，Q 键一键关闭游戏。
  6. 界面提示交互：游戏结束弹窗提示操作按键，广告界面展示文字倒计时。

2.2 整体设计思路

  1. 界面层：初始化游戏窗口、背景配色，绘制蛇头、食物、分数、提示文字。
  2. 控制层：绑定键盘按键事件，编写方向切换、重启、复活、退出响应函数。
  3. 逻辑层：循环刷新游戏画面，实现蛇移动、食物随机生成、碰撞检测。
  4. 拓展层：新增广告倒计时页面，实现死亡复活、游戏状态切换功能。

2.3 程序结构设计

  1. 窗口与游戏元素初始化模块
  2. 键盘按键监听与操控函数模块
  3. 蛇移动、食物生成基础逻辑模块
  4. 碰撞死亡判定模块
  5. 广告展示、复活重启模块
  6. 主循环运行模块

三、程序实现过程

3.1 核心技术运用

  1. turtle 图形库：绘制游戏画面、动态图形、文字提示，实现可视化交互界面。
  2. random 随机库：随机生成食物坐标，避免刷新在蛇身位置。
  3. 事件监听：捕获键盘按键指令，触发对应游戏行为。
  4. 函数封装：将移动、判定、复活功能拆分函数，代码简洁易维护。
  5. 循环与分支：主循环实时刷新画面，if 语句完成碰撞、方向合法性判断。

3.2 关键功能实现说明

  1. 基础游玩逻辑：蛇初始位于屏幕中心，按下方向键开始移动，吃到红色食物身体增加一节，分数同步上涨；食物自动刷新空白区域，不会重叠蛇体。
  2. 死亡判定逻辑：蛇触碰窗口边界、头部撞击自身身体，立即终止游戏运行，弹出结束操作提示。
  3. 广告复活逻辑：游戏结束按下 W 键，跳转广告页面，同步显示广告位招租与 5 秒倒计时；计时结束后蛇回归屏幕中心，保留原有分数与身体长度，等待按键继续游戏。
  4. 重置与退出逻辑：空格键清空分数、重置蛇体，全新开局游玩；按下 Q 键直接关闭游戏窗口，结束程序。
游戏窗口初始化 
import turtle
import random
import time

win = turtle.Screen()

win.title("Python 贪吃蛇游戏")

win.bgcolor("#1a1a1a")

win.setup(width=600, height=600)

win.tracer(0)


蛇头初始化


head = turtle.Turtle()

head.speed(0)

head.shape("square")

head.color("#00ff00")

head.penup()

head.goto(0, 0)

head.direction = "stop"


食物初始化


food = turtle.Turtle()

food.speed(0)

food.shape("circle")

food.color("#ff4444")

food.penup()


segments = []

score = 0


分数绘制画笔


pen = turtle.Turtle()

pen.speed(0)

pen.color("white")

pen.penup()

pen.hideturtle()

pen.goto(0, 260)

pen.write(f"分数: {score}", align="center", font=("Arial", 24, "bold"))


提示文字画笔


tip_pen = turtle.Turtle()

tip_pen.speed(0)

tip_pen.color("white")

tip_pen.penup()

tip_pen.hideturtle()


广告绘制画笔


ad_pen = turtle.Turtle()

ad_pen.speed(0)

ad_pen.color("yellow")

ad_pen.penup()

ad_pen.hideturtle()

可以直接在pycharm上运行的独立游戏窗口

image

方向控制与移动 
def go_up():
    if head.direction == "stop":
        head.direction = "up"
    elif head.direction != "down":
        head.direction = "up"

def go_down():

if head.direction == "stop":

head.direction = "down"

elif head.direction != "up":

head.direction = "down"


def go_left():

if head.direction == "stop":

head.direction = "left"

elif head.direction != "right":

head.direction = "left"


def go_right():

if head.direction == "stop":

head.direction = "right"

elif head.direction != "left":

head.direction = "right"


蛇移动函数


def move():

if head.direction == "up":

head.sety(head.ycor() + 20)

if head.direction == "down":

head.sety(head.ycor() - 20)

if head.direction == "left":

head.setx(head.xcor() - 20)

if head.direction == "right":

head.setx(head.xcor() + 20)

随机生成食物

def new_food():
    while True:
        x = random.randint(-280, 280)
        y = random.randint(-280, 280)
        x = round(x / 20) * 20
        y = round(y / 20) * 20
        pos = (x, y)
        snake_pos = [(s.xcor(), s.ycor()) for s in segments]
        if pos not in snake_pos and pos != (head.xcor(), head.ycor()):
            food.goto(x, y)
            break

广告复活功能

def watch_ad():
    tip_pen.clear()
    ad_pen.clear()
    old_bg = win.bgcolor()
    win.bgcolor("#000011")
    # 广告文字与倒计时同步显示
    for cnt in range(5, 0, -1):
        ad_pen.clear()
        ad_pen.goto(0, 100)
        ad_pen.write("广告位招租", align="center", font=("simhei", 60, "bold"))
        ad_pen.goto(0, -100)
        ad_pen.write(f"倒计时 {cnt} 秒", align="center", font=("simhei", 40))
        win.update()
        time.sleep(1)
    # 广告消失恢复游戏
    ad_pen.clear()
    win.bgcolor(old_bg)
    head.goto(0, 0)
    head.direction = "stop"
    win.update()
    # 蛇身缓慢复原
    import threading
    def grow_body():
        time.sleep(0.5)
        temp = []
        for i in range(len(segments)):
            temp.append(segments.pop())
        while temp:
            segments.append(temp.pop())
            win.update()
            time.sleep(0.2)
        game_loop()
    threading.Thread(target=grow_body, daemon=True).start()

# 游戏重置
def reset_game():
    global segments, score
    head.goto(0, 0)
    head.direction = "stop"
    for seg in segments:
        seg.hideturtle()
    segments.clear()
    score = 0
    pen.clear()
    pen.write(f"分数: {score}", align="center", font=("Arial", 24, "bold"))
    tip_pen.clear()
    new_food()
    game_loop()

image

退出游戏与游戏结束提示 
def quit_game():
    turtle.bye()

游戏结束提示


def show_gameover():

tip_pen.clear()

tip_pen.goto(0, 120)

tip_pen.write("游戏结束！", align="center", font=("simhei", 40, "bold"))

tip_pen.goto(0, 60)

tip_pen.write("按 W 观看广告复活", align="center", font=("simhei", 26))

tip_pen.goto(0, 20)

tip_pen.write("按 空格 重新开局", align="center", font=("simhei", 26))

tip_pen.goto(0, -20)

tip_pen.write("按 Q 退出游戏", align="center", font=("simhei", 26))

win.update()

image

游戏主循环 
def game_loop():
    global score
    win.update()
    # 撞墙判定
    if head.xcor() > 290 or head.xcor() < -290 or head.ycor() > 290 or head.ycor() < -290:
        show_gameover()
        return
    # 进食加分
    if head.distance(food) < 15:
        new_segment = turtle.Turtle()
        new_segment.speed(0)
        new_segment.shape("square")
        new_segment.color("#00cc00")
        new_segment.penup()
        segments.append(new_segment)
        score += 10
        pen.clear()
        pen.write(f"分数: {score}", align="center", font=("Arial", 24, "bold"))
        new_food()
    # 蛇身跟随移动
    for i in range(len(segments)-1, 0, -1):
        segments[i].goto(segments[i-1].xcor(), segments[i-1].ycor())
    if segments:
        segments[0].goto(head.xcor(), head.ycor())
    move()
    # 自身碰撞判定
    for seg in segments:
        if seg.distance(head) < 15:
            show_gameover()
            return
    win.ontimer(game_loop, 80)

3.3 完整源代码

源代码 
import turtle
import random
import time

win = turtle.Screen()

win.title("Python 贪吃蛇游戏")

win.bgcolor("#1a1a1a")

win.setup(width=600, height=600)

win.tracer(0)


head = turtle.Turtle()

head.speed(0)

head.shape("square")

head.color("#00ff00")

head.penup()

head.goto(0, 0)

head.direction = "stop"


food = turtle.Turtle()

food.speed(0)

food.shape("circle")

food.color("#ff4444")

food.penup()


segments = []

score = 0


pen = turtle.Turtle()

pen.speed(0)

pen.color("white")

pen.penup()

pen.hideturtle()

pen.goto(0, 260)

pen.write(f"分数: {score}", align="center", font=("Arial", 24, "bold"))


tip_pen = turtle.Turtle()

tip_pen.speed(0)

tip_pen.color("white")

tip_pen.penup()

tip_pen.hideturtle()


ad_pen = turtle.Turtle()

ad_pen.speed(0)

ad_pen.color("yellow")

ad_pen.penup()

ad_pen.hideturtle()


def go_up():

if head.direction == "stop":

head.direction = "up"

elif head.direction != "down":

head.direction = "up"


def go_down():

if head.direction == "stop":

head.direction = "down"

elif head.direction != "up":

head.direction = "down"


def go_left():

if head.direction == "stop":

head.direction = "left"

elif head.direction != "right":

head.direction = "left"


def go_right():

if head.direction == "stop":

head.direction = "right"

elif head.direction != "left":

head.direction = "right"


def move():

if head.direction == "up":

head.sety(head.ycor() + 20)

if head.direction == "down":

head.sety(head.ycor() - 20)

if head.direction == "left":

head.setx(head.xcor() - 20)

if head.direction == "right":

head.setx(head.xcor() + 20)


def new_food():

while True:

x = random.randint(-280, 280)

y = random.randint(-280, 280)

x = round(x / 20) * 20

y = round(y / 20) * 20

pos = (x, y)

snake_pos = [(s.xcor(), s.ycor()) for s in segments]

if pos not in snake_pos and pos != (head.xcor(), head.ycor()):

food.goto(x, y)

break


def watch_ad():

tip_pen.clear()

ad_pen.clear()

old_bg = win.bgcolor()

win.bgcolor("#000011")


for cnt in range(5, 0, -1):

ad_pen.clear()

ad_pen.goto(0, 100)

ad_pen.write("广告位招租", align="center", font=("simhei", 60, "bold"))

ad_pen.goto(0, -100)

ad_pen.write(f"倒计时 {cnt} 秒", align="center", font=("simhei", 40))

win.update()

time.sleep(1)


ad_pen.clear()

win.bgcolor(old_bg)

head.goto(0, 0)

head.direction = "stop"

win.update()


import threading

def grow_body():

time.sleep(0.5)

temp = []

for i in range(len(segments)):

temp.append(segments.pop())

while temp:

segments.append(temp.pop())

win.update()

time.sleep(0.2)

game_loop()


threading.Thread(target=grow_body, daemon=True).start()


def reset_game():

global segments, score

head.goto(0, 0)

head.direction = "stop"

for seg in segments:

seg.hideturtle()

segments.clear()

score = 0

pen.clear()

pen.write(f"分数: {score}", align="center", font=("Arial", 24, "bold"))

tip_pen.clear()

new_food()

game_loop()


def quit_game():

turtle.bye()


def show_gameover():

tip_pen.clear()

tip_pen.goto(0, 120)

tip_pen.write("游戏结束！", align="center", font=("simhei", 40, "bold"))

tip_pen.goto(0, 60)

tip_pen.write("按 W 观看广告复活", align="center", font=("simhei", 26))

tip_pen.goto(0, 20)

tip_pen.write("按 空格 重新开局", align="center", font=("simhei", 26))

tip_pen.goto(0, -20)

tip_pen.write("按 Q 退出游戏", align="center", font=("simhei", 26))

win.update()


def game_loop():

global score

win.update()


if head.xcor() > 290 or head.xcor() < -290 or head.ycor() > 290 or head.ycor() < -290:

show_gameover()

return


if head.distance(food) < 15:

new_segment = turtle.Turtle()

new_segment.speed(0)

new_segment.shape("square")

new_segment.color("#00cc00")

new_segment.penup()

segments.append(new_segment)

score += 10

pen.clear()

pen.write(f"分数: {score}", align="center", font=("Arial", 24, "bold"))

new_food()


for i in range(len(segments)-1, 0, -1):

segments[i].goto(segments[i-1].xcor(), segments[i-1].ycor())

if segments:

segments[0].goto(head.xcor(), head.ycor())


move()


for seg in segments:

if seg.distance(head) < 15:

show_gameover()

return


win.ontimer(game_loop, 80)


win.listen()

win.onkeypress(go_up, "Up")

win.onkeypress(go_down, "Down")

win.onkeypress(go_left, "Left")

win.onkeypress(go_right, "Right")

win.onkeypress(quit_game, "q")

win.onkeypress(reset_game, "space")

win.onkeypress(watch_ad, "w")


启动


new_food()

game_loop()

win.mainloop()

四、实验运行结果

  1. 程序启动：代码运行直接弹出游戏窗口，深色背景界面完整展示蛇头与初始食物，程序无报错、闪退问题。
  2. 基础游玩：方向键操控移动，顺利吃掉食物，蛇身变长，分数实时上涨。
  3. 死亡效果：撞墙、撞到自身后游戏停止，界面弹出操作提示文字。
  4. 广告复活：按下 W 键弹出广告页面，广告文字与 5 秒倒计时同步显示，计时结束成功保留数据复活游戏。
  5. 重置退出：空格键可清空数据重新游玩，Q 键正常关闭程序，所有功能均可稳定运行。
  6. 额外录制程序运行视频，完整记录游戏操作、功能触发全过程，佐证程序可用性。
游戏演示视频：

若上方视频无法播放（备用选项）：点击播放

五、课程整体总结与心得体会

5.1 课程知识总结

本学期的 Python 课程里，我循序渐进完成了全部知识学习，整体分为三大板块：
  1. 基础语法板块：掌握变量、数据类型、运算符、分支 if、循环 for/while、列表字典等容器用法，学会基础输入输出代码编写，搭建编程思维。
  2. 进阶编程板块：学习函数定义调用、参数传递、异常处理、文件读写，能够拆分功能模块，优化代码结构，提升程序可读性。
  3. 综合应用板块：接触第三方库使用，涵盖图形游戏开发、爬虫基础、数据简单处理等方向，了解 Python 在多领域的实际用途，具备小型综合程序开发能力。

5.2 学习心得体会

通过本学期 Python 课程的系统学习，在王志强老师的悉心授课指导下，我从零基础入门，逐步理解编程逻辑与代码思维。最初编写简单代码时常出现缩进错误、语法拼写失误，经过反复调试练习，现在能够独立分析需求、拆分功能、编写完整程序。
学习期间，我夯实了基础编程逻辑，能够运用 Python 代码处理日常问题，切实提升了自身编程实操水平。同时，我养成了严谨规范的编程思维，编写代码时会主动规避死循环、输入异常、数据异常等常见问题，规范变量命名与代码书写格式，熟练掌握报错分析、代码调试、漏洞排查的技巧，熟悉了从需求分析、框架搭建到功能落地的整套项目开发流程。

5.3 课程意见与建议

结合自身学习感受，也给老师的课堂教学提一点小小的建议。部分知识点可以适当放慢讲解节奏，像代码托管平台这类工具操作内容，我们大一新生初次接触普遍比较生疏，理解起来存在难度。纯代码语法知识更容易理解吸收；课后可以布置分层练习，基础题巩固语法，拓展题偏向游戏、爬虫趣味项目，提升学习积极性。

 
posted @ 2026-05-25 21:26  Moonshot-_-  阅读(29)  评论(0)    收藏  举报