20234105 2024-2025-4 《Python程序设计》实验四报告

20234105 2024-2025-4 《Python程序设计》实验四报告

课程：《Python程序设计》
班级： 2341
姓名： 史宇凡
学号：20234105
实验教师：王志强
实验日期：2025年5月13日
必修/选修： 公选课

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。
（1）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。
（2）利用公开数据集，开展图像分类、恶意软件检测等
（3）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。
（4）爬取天气数据，实现自动化微信提醒
（5）利用爬虫，实现自动化下载网站视频、文件等。
（6）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

（1）构思游戏规则，设计逻辑框架
决定做一款“小恐龙躲避游戏”，玩法为按空格键操纵小恐龙跳跃以躲避障碍物以获取加分，如果小恐龙碰到障碍物则游戏结束，再次按空格键可重新开始游戏。
（2）根据设想构建游戏
a. 配置实验环境
在实验正式开始前，先确保Pycharm和Pygame的开发环境均已配备完毕，做好充足准备工作。下图为安装Pygame的过程截图


b. 初始化游戏环境
导入模块：使用pygame创建游戏，random生成随机元素，sys用于退出游戏
初始化Pygame：启动pygame引擎

窗口设置：创建800x400像素的游戏窗口

颜色定义：定义游戏中使用的各种颜色

游戏参数：
GRAVITY：重力大小，影响恐龙下落速度
JUMP_FORCE：跳跃力度（负值表示向上）
GROUND_Y：地面位置的y坐标
GAME_SPEED：游戏初始速度
OBSTACLE_FREQUENCY：障碍物生成频率（1500毫秒=1.5秒）

c. 恐龙角色构建
初始化：设置恐龙的尺寸、位置、速度和跳跃状态

jump()：当恐龙不处于跳跃状态时，设置向上速度

update()：更新恐龙位置，应用重力，检测落地

draw()：绘制恐龙的身体、眼睛和腿

get_rect()：获取用于碰撞检测的矩形区域（比实际绘制区域略小）

d. 仙人掌（障碍物）构建
初始化：随机生成不同高度的仙人掌

update()：向左移动障碍物

draw()：绘制仙人掌主体和刺

get_rect()：获取用于碰撞检测的矩形区域

e. 游戏主函数构建
初始化：设置游戏时钟；创建字体对象；实例化恐龙、障碍物和云朵；初始化游戏状态变量

事件处理：处理退出事件；处理空格键事件：跳跃或重新开始游戏

游戏逻辑更新：更新恐龙位置；定期生成新障碍物；更新障碍物位置，移除屏幕外的障碍物并加分；更新云朵位置，移出屏幕的云朵替换为新云朵；碰撞检测：检测恐龙与障碍物的碰撞；难度递增：每得10分，游戏速度增加；分数随时间增加

刷新屏幕：pygame.display.flip() 更新整个显示；clock.tick(60) 控制游戏帧率为60FPS

（3）运行代码，检测是否成功

游戏无明显bug（虽然角色有点不好看，我都不想说是恐龙了，但还会努力完善！），成功运行，实验成功。
（4）实验所遇问题与解决方法
问题1：初始跳跃实现过于简单，恐龙会"漂浮"在空中，且多次快速按空格键会导致恐龙无限跳跃
解决1：经查找资料，发现应该引入重力加速度概念（GRAVITY = 1），同时deepseek给予了更多优化选择，内容如下

问题2：游戏开始时缺乏引导，游戏结束没有明显提示，游客体验感欠佳
解决2：添加游戏引导指示并设计醒目的结束界面

（5）实验源代码

4. 实验感想

（1）课程总结
回顾一学期课程，才发现在不知不觉中，已经在python的趣味学习之路上走了很远，认真记录着每节课的知识点，笔记竟也用了半本。

忘不了在老师循循善诱下，Python基础语法与环境、流程控制等部分知识点不会枯燥乏味，浮点型布尔型字符串、运算符条件语句序列类型……这些知识点已深深烙印脑海；忘不了在老师生动讲述下，函数、文件操作、异常处理等部分知识点变得有趣可感，参数传递变量作用域、else块raise语句……这些专有名词已完全存于我心。

作为一个文科生，先前只是些许接触过python相关知识，在这学期的课程中收获满满。从python的安装到pycharm的应用，再从gitee的注册到git的安装与应用，都离不开老师的细心指导和同学们的热情帮助，同时，自己的努力探求答案、认真查阅资料也是完成实验的必不可少的一部分。每一次实验报告的完成都伴随着一些拦路虎，但我通过大量查找资料、观看教学视频、研究博主的代码等努力，拓展了相关方面的知识。同时，在设计过程中，我也不断尝试并调整，以实现代码的正确运行。不仅仅是这门课的实验，生活中难免遇到一些挫折和错误，但正是不断的尝试和调试，让我在明白编程的复杂性和挑战性的基础上锻炼了解决问题、面对困难的能力，也让我更珍惜每一次成功的喜悦，学会在反思中不断进步。

通过这学期的课程和实验，我深刻感受到了理论与实践相结合的重要性。只有将理论知识应用到实际中，才能真正理解和掌握它。同时，我也认识到了自己在编程方面还有很多需要提升的地方，比如知识点的强化、代码的优化、错误处理的完善等。

印象比较深刻的是在第一次实验中，我加深了对git的认识，一开始对git应用的不理解在随着git技能的掌握逐渐明白其作为辅助工具的重要性——git保障数据安全，防止因电脑更换的代码丢失。还有便是在学习过程中时而因为大量的英文字符崩溃，最后跟随老师视频指导一步步静下心来完成，更是说明老师的百日英语打卡任务的必要性，也在一定程度上督促了该项任务每日的坚持完成。当然，老师风趣幽默的课堂氛围，也在一定程度上激发了我对python学习的热情。

半年的时间不长，却让我感受到编程的魅力，让我勇敢尝试学习、乐于解决问题、善于思考创新。但是有些方面仍不了解，学的仍不透彻，也留下了遗憾。如果未来有机会，希望能弥补这个遗憾，毕竟在最后一个综合实验中，看到游戏界面跳出并正确运行，实在是惊喜，成就感满满。希望以后能有这样一个动力与契机吧。

最后很感谢老师一学期的辛勤付出。当看到老师在课程的末尾祝愿所有同学“未来的人生，一路繁华似锦”，内心十分感动，感谢老师在这学期的耐心指导分析、感谢老师的答疑解惑、感谢老师对我们的理解与包容。一朝沐杏雨，一生念师恩。我们也衷心祝愿老师春晖四方、桃李天下、康健长乐！
（2）意见和建议
希望能适当增加课后练习，Python知识点多且细，极需要复习，课后练习可以增加学习动力，督促同学更好掌握知识点。