一、課程設計目的及應用背景

? ? ? ? 根據(jù)課程要求，以及面向?qū)ο蟪绦蛟O計的編程思想，在Windows操作系統(tǒng)環(huán)境下，運用PyCharm編譯程序，以Python語言為開發(fā)語言，最終實現(xiàn)飛機大戰(zhàn)游戲相應的游戲操作功能。Python是一種跨平臺的、開源的、免費的、解釋型的高級編程語言。它具有豐富的、強大的庫, 能夠把其他語言制作的各種模塊很輕松地聯(lián)結(jié)在一起, 所以Python常被稱為“膠水”語言。Python語言近幾年發(fā)展勢頭迅猛, 應用領域也非常廣泛, 在Web編程、圖形處理、黑客編程、大數(shù)據(jù)處理、網(wǎng)絡爬蟲、科學計算和游戲編程等領域都能找到Python的應用。其中Pygame是Python的一個第三方庫, 搭載了基于OpenGL的圖形庫和優(yōu)質(zhì)的音頻庫, 可以快速上手制作2D游戲的原型。Pygame的API比較偏底層, 開發(fā)人員在編程時具有很大的自由度, 同時具有了很強的可定制性。Python語言的研究和發(fā)明主要是為了便于學習和應用, 因此Python語言是開源的, 并且語法非常簡單、容易編寫和理解。本文通過對飛機大戰(zhàn)游戲的設計與分析, 掌握Python語言在游戲開發(fā)領域的優(yōu)勢。

? ? ? ? 飛機大戰(zhàn)游戲設計開發(fā)課題是《面向?qū)ο蟪绦蛟O計（Python）》中面向?qū)ο蟪绦蛟O計的一次運用，主要設計原則如下:

? ? ? ? (1)簡單性，在實現(xiàn)軟件的功能的同時, 盡量讓軟件操作簡單易懂;

? ? ? ? (2)針對性，基于Python軟件, 實現(xiàn)飛機大戰(zhàn)游戲的各種要求;

? ? ? ? (3)一致性，類型、變量和其他元素的命名規(guī)則保持一致;

? ? ? ? 完成同樣的功能應該盡量使用同樣的元素;界面元素的外觀風格、擺放位置在同一個界面和不同界面之間是一致的?？梢允蛊浠绢悗霵ygame的基本函數(shù)和功能模塊的調(diào)用操作實現(xiàn)python語言在課程設計中的運用。

? ? ? ? 通過對飛機大戰(zhàn)游戲設計的實現(xiàn)，要求我們進一步理解和掌握課堂上所學各種基本類型的變量、數(shù)據(jù)類型、類、用戶輸入和文件操作實現(xiàn)面向?qū)ο蟮挠螒蜷_發(fā)，以及它們在程序中的使用方法；掌握Python軟件設計的基本內(nèi)容和設計方法，并培養(yǎng)學生進行規(guī)范化軟件設計的能力；掌握使用各種計算機資料和有關參考資料，提高我們進行程序設計的基本能力，逐步熟悉程序設計的方法，并養(yǎng)成良好的編程習慣。

? ? ? ? 本次設計為了使飛機大戰(zhàn)游戲具有更加豐富的功能，基于面向?qū)ο蠛兔嫦蜻^程的方法，使用Python編程語言提供資源結(jié)構(gòu)，以Pygame模塊對游戲進行研發(fā)，提出了飛機大戰(zhàn)游戲開發(fā)方案。通過各種優(yōu)化調(diào)整，實現(xiàn)了飛機的飛行移動、擊落，計分等功能，實現(xiàn)了飛機大戰(zhàn)的開發(fā)，增加游戲體驗。

二、課程設計內(nèi)容

開發(fā)一款飛機大戰(zhàn)游戲，要求：

（1）實現(xiàn)飛機的移動、子彈發(fā)射,對本次游戲有一個初步的編寫及認識。

（2）飛機的持續(xù)按鍵移動和飛機自爆優(yōu)化。

（3）進行基類的抽取，使代碼更具有層次性和簡化重復代碼。

（4）對判斷以及刪除越界子彈、敵機發(fā)射子彈進行擴展優(yōu)化。

三、課程設計代碼實現(xiàn)

1. 創(chuàng)建子彈類

? ? ? ? 該項目可采用面向?qū)ο缶幊趟悸愤M行設計，對于不同的對象可設計3個不同的類，分別是子彈類、玩家飛機類和敵機類。

? ? ? ? 子彈類主要實現(xiàn)的功能是：顯示子彈、子彈移動和處理子彈越界問題。

（1）顯示子彈

? ? ? ? 首先需要確定顯示子彈的位置，當按下空格鍵時，代表玩家飛機要發(fā)射一枚子彈，因此，需要在玩家飛機的頂部位置顯示子彈。并且無論玩家飛機左右移動到什么位置，只要按下空格鍵，子彈生成的初始位置都位于玩家飛機的頂部。因此，子彈的初始位置與玩家飛機的位置相關。

? ? ? ? 首先可定義一個表示子彈的類Bullet，在該類中定義一個構(gòu)造方法用于初始化數(shù)據(jù)，然后定義一個用于顯示子彈的方法，具體代碼如下。

（2）子彈移動

????????在Bullet類中添加一個子彈移動的方法move，讓子彈每移動一次，y值減10，具體代碼如下。

（3）處理子彈越界問題

????????在Bullet類中添加一個judge方法，用于判斷子彈是否發(fā)射到屏幕以外，具體代碼如下。

2.創(chuàng)建玩家飛機類

? ? ? ? 玩家飛機類中主要實現(xiàn)的功能是：顯示玩家飛機、控制玩家飛機左右移動以及發(fā)射子彈。

（1）顯示玩家飛機

? ? ? ? 在窗口中要顯示玩家飛機，可以根據(jù)玩家飛機圖片的名稱創(chuàng)建圖像，再把該圖像顯示到屏幕的設定位置。

? ? ? ? 首先定義一個表示玩家飛機的類Aircraft_obj，在該類中定義一個構(gòu)造方法用于初始化數(shù)據(jù)，然后定義一個用于顯示飛機的方法。在該類中還需要玩家飛機控制發(fā)射子彈，因此，在構(gòu)造方法中還需要添加一個列表，用于存儲玩家飛機發(fā)射的所有子彈，并且一旦遍歷這個列表，就會將子彈顯示到飛機對象的上方。具體代碼如下。

（2）控制玩家飛機左右移動

????????玩家飛機具有向左移動和向右移動的功能，這兩個功能可以通過在方法中改變坐標的x值進行實現(xiàn)。還需要控制飛機不能移出窗口。具體代碼如下。??

（3）控制玩家飛機發(fā)射子彈

????????在玩家飛機類中創(chuàng)建fire（)方法，將所有玩家飛機發(fā)射的子彈存儲到飛機對象的屬性列表中，具體代碼如下。

3. 創(chuàng)建敵機類

? ? ? ? 敵機類中主要實現(xiàn)的功能是：顯示敵機、敵機左右移動以及敵機被擊中并爆炸。

（1）初始化敵機

? ? ? ? 跟玩家飛機類似，可定義一個表示敵機的類EnemyPlane。同樣，敵機應該有默認的位置、呈現(xiàn)圖像的窗口、敵機圖片、在放爆炸圖片的列表等屬性，具體代碼如下。

（2）敵機左右移動

? ? ? ? 當程序啟動后，敵機開始在窗口的項部做直線運行，直到碰到屏幕的邊緣后向反方向做真線運行。

? ? ? ? 可以為EnemyPlane(敵機)類添加一個移動敵機的方法move，在該方法中根據(jù)飛機移動的方向改變x對應的坐標值，再根據(jù)x的值限定敵機移動的范圍，只要超過屏幕的寬度范圍，就改變飛機運行的方向，具體代碼如下。

（3）敵機爆炸

????????敵機被子彈擊中后會爆炸，爆炸過程中所需要用到的圖片保存在bomb lists列表中，此處可定義一個方法用于添加圖片到列表中，具體代碼如下。

? 接下來定義一個判斷爆炸的方法，只要滿足以下3個條件中的任意一個即可實現(xiàn)爆炸：

? ? ? ? (1)子彈橫坐標在敵機橫坐標的區(qū)域中，并且子彈y坐標小于敵機圖片的高度；

? ? ? ? (2)子彈最右側(cè)坐標等于敵機最左側(cè)坐標，并且子彈y坐標小于敵機圖片的高度：

? ? ? ? (3)子彈最左側(cè)塵標等于敵機最右側(cè)坐標，并且子彈y坐標小于敵機圖片的高度。具體代碼如下

顯示敵機的方法與顯示玩家飛機有所不同，需要判斷是否已經(jīng)被擊中，如果已被擊中，需要顯示爆炸的圖片后退出程序，如果沒有被擊中，顯示敵機圖片，具體代碼如下。

4.檢查鍵盤輸入

? ? ? ? 如果想要獲取鍵盤和鼠標產(chǎn)生的事件，就需要使用for循環(huán)遍歷事件列表，取出每個事件與eventtype《事件類型)進行比較。如果event.type的值為QUIT，表示用戶按下關閉按鈕，此時就要退出程序：如果event.type的值為KEYDOWN，表示用戶使用了鍵盤，需要判斷按下的是哪個鍵，然后進行鍵盤事件的處理。具體代碼如下。

5.創(chuàng)建主模塊

? ? ? ? 飛機大戰(zhàn)的整個場景需要一個窗口作為載體，顯示游戲中的畫面。這里準備了一張圖片用作游戲界面的背景，并在窗口中進行顯示。

? ? ? ? 在主模塊中，需要創(chuàng)建玩家飛機對象和敵機對象、顯示各個對象、判斷敵機是否被擊中、調(diào)用敵機移動方法讓敵機移動、調(diào)用事件處理函數(shù)進行事件處理。具體代碼如下。

四、測試結(jié)果