pgzero游戏：打字游戏

涉及知识点：

- 随机生成速度
 - 随机生成位置
 - 随机生成字母
 - 使用集合类型
 - 匹配字母按键
 - 使用定时器
 - 统计游戏积分
 - 实现倒计时效果
##**一、创建一个字母气球**
###**1.创建游戏场景**
```
import pgzrun,random

WIDTH = 640
HEIGHT = 480

def draw():
    screen.fill((255,255,255))

pgzrun.go()
```
这次跟之前不同，没使用图块边长，因为气球下落不需要按图块边长移动。
###**2.创建气球角色**
```python
qiqiu = Actor("qiqiu",(WIDTH//2,HEIGHT))
```
然后在draw()中绘制气球。
```
qiqiu.draw()
```
气球坐标在屏幕底部正中间，但运行后还看不到。
###**3.让气球升起来**
在update()中，修改气球角色的y属性。
```
def update():
    qiqiu.y += -1
```
屏幕的y轴从上到下是递增的，反过来，如果要上升，则要使y的值减少即可。
###**4.给气球加上字母**
在角色属性中，有一个char属性，它可以保存字符。假设第一个气球要显示字母A，那么先给char属性赋值为A，在初始化位置加入以下语句：
```
qiqiu.char = "A"
```
如何显示呢？在draw()函数中可以用文本输出函数来实现。
```
screen.draw.text(qiqiu.char,center=qiqiu.center,color="black")
```
screen.draw.text有3个参数，分别是：输出的内容、位置和颜色。
运行一下看看，气球上是否出现字母A了。
##**二、添加多个气球**
之前我们只创建了一个角色，实际上我们需要更多的气球。
不但如此，还应该考虑以下问题：

- 气球应从不同位置起飞
 - 气球速度应不同
 - 气球上的字母应各不相同
###**1.创建多个气球角色**
先定义一个变量和列表。
变量用于控制气球个数，列表用来管理气球角色，例如，在初始化部分加入下面语句：
```
MAX_QQ = 5
qq = []
```
之前我们创建了一个气球角色，显然多个气球添加，代码类似，应设计成一个函数，方便添加气球，例如：
```python
def add_qq():
    qiqiu = Actor("qiqiu",(WIDTH//2,HEIGHT))
    qiqiu.char = "A"
    qq.append(qiqiu)
```
记得把之前的创建气球角色的代码删除。
显然，气球的上升，也应该设计一个函数管理，例如：
```
def update_qq():
    for q in qq:
        q.y += -1
        if q.bottom < 0:
            qq.remove(q)
```
**思路解释：**
遍历气球角色列表，每个气球往上移动1个像素，如果图块右下角高度（bottom)小于0，说明已经飞出屏幕了，则删除这个气球。
相对的，update()也要修改代码：
```
def update():
    if(len(qq)<MAX_QQ):
        add_qq()
    update_qq()
```
记住，update()是Pgzero预留的函数，负责定时刷新。update_qq()是我们自己设计的函数，用于管理气球角色。
当气球个数少于预设时，调用add_qq()增加气球。
创建角色的方式改变了，那么绘制角色也要改变，draw()修改如下：
```
def draw():
    screen.fill((255,255,255))
    for q in qq:
        q.draw()
        screen.draw.text(q.char,center=q.center,color="black")
```
运行后发现气球都挤在一起了，所以，我们需要为气球设置不同的位置。
###**2.随机生成气球的坐标**
因为气球从底部上升，所以高度都是HEIGHT，又因为WIDTH范围为(0,WIDTH)，但是随机值取这个范围，可能会出现半个气球的情形，所以需要调整区间值。
观察图片像素，宽度为39。因为角色x的值为图片中心位置，所以除以2可得约等于20.
在add_qq()中，修改部分代码：
```
qiqiu = Actor("qiqiu",(random.randint(20,WIDTH-20),HEIGHT))
```
运行后发现气球分开了，但是还是会出现重叠或部分重叠的情况，因为随机有一定几率会重复或接近，所以需要思考解决这个问题。

- 当生成一个位置时，跟之前气球的位置进行计算
 - 如果跟之前的气球距离过小，则重新生成位置，直到间距符合要求
现在不是一个随机函数就能解决问题，我们也把它设计成函数。
假设间距为50像素
```
def suiji():
    min_dx = 0                #用于保存当前x和之前气球x坐标之间的最小值
    while min_dx < 50:     #最小值没达到间距50像素
        min_dx = WIDTH     #这步初始化为了min_dx能立刻被更新
        x = random.randint(20,WIDTH-20)  #随机生成x坐标
        for q in qq:                #遍历之前气球的x位置
            dx = abs(q.x-x)         #求出间距：绝对值
            min_dx = min(min_dx,dx) #求最短间距
    return x                        #符合要求后返回x
```
几个知识点：

- abs()是计算两个数的绝对值，即距离
 - min()比较两个数谁小
 - 因为min_dx要找最小，所以每一轮比较之前的初值不应为0，否则**死循环**，这就是为什么初始化为最大的WIDTH。
 
不要忘记在add_qq()中调用这个函数。
```
qiqiu = Actor("qiqiu",(suiji(),HEIGHT))
```
运行一下程序，观察气球是否还有重叠现象。
###**3.随机生成气球的速度**
位置问题解决了，接下来解决速度问题。
利用随机函数生成一个整数，设置相应的范围调速，伪代码如下：
```
随机生成1~100的整数，保存到变量n
if n的值小于等于5:
    速度值设为-5
elif n的值大于5且小于等于25:
    速度的值设为-4
elif n的值大于25且小于等于75:
    速度的值设为-3
elif n的值大于75且小于等于95:
    速度的值设为-2
else:
    速度的值设为-1
```
这样-5和-1的概率为5%，-4的概率为20%，-3的概率为50，-2的概率为20.
同理，设计一个函数用于生成速度：
```
def sudu():
    n = random.randint(1,100)
    if n <=5:
        sd = -5
    elif n<=25:
        sd = -4
    elif n<=75:
        sd = -3
    elif n<=95:
        sd = -2
    else:
        sd = -1
    return sd
```
角色属性中有一个属性为vy，负数表示向上移动，正数向下移动。相应的还有一个vx，负数向左移动，正数向右移动。
所以，我们可以把vy设置成刚才随机速度生成的函数。
显然在add_qq()中使用刚才设计的函数，add_qq()修改如下：
```
def add_qq():
    qiqiu = Actor("qiqiu",(suiji(),HEIGHT))
    qiqiu.vy = sudu()
    qiqiu.char = "A"
    qq.append(qiqiu)
    
```
vy是生成了，但之前移动还在用-1，所以在update_qq()中，修改语句：
```
q.y += q.vy
```
现在运行一下程序，看看是不是速度有明显变化了。
###**4.随机生成气球的字母**
跟随机位置生成类似，必须知道之前出现了哪些字母，如果字母出现过了，则继续生成新的字母，为了方便判断字母是否出现，我们可以用python中的集合类型，集合类型能保证其元素是唯一的，伪代码思路如下：
```
定义一个字母集合
遍历之前气球角色，把char属性值加入到集合中
随机生成一个字母
如果字母没有在集合中出现则返回字母，否则循环随机生成新字母，直到集合中没有新生成的字母为止
```
为了方便管理，一样设计成函数来实现：
```
def random_char():
    chars = set()      #集合用set()创造
    for q in qq:       #遍历气球列表
        chars.add(q.char) #集合用add()添加元素
    ch = chr(random.randint(65,90)) #字母A的编号为65，Z为90
    while ch in chars:  #in用于判断是否在集合中，是返回True,反之返回False
        ch = chr(random.randint(65,90))
    return ch       #生成的新字母返回
```
在add_qq()使用刚才设计的函数
```
qiqiu.char = random_char()
```
##**三、实现打字功能**
**1.匹配字母的按键**
在制作贪吃蛇的时候，我们接触了on_key_down()函数，它的参数会传入当前按键的信息。
所以，我们获取的按键信息跟气球char属性进行对比，如果相等，则删除气球。
```
def on_key_down(key):
    for q in qq:
        if str(key)=="keys."+q.char:
            qq.remove(q)
            break
```
key是枚举类型，需要转换为str才能进行比较。
运行一下看效果。
**2.消除气球 **
气球消除太快了，游戏体验较差。可以添加如下功能：

- 气球文字变色
  - 增加音效
  
颜色变化可以通过角色的typed属性来设置，即add_qq()的时候，把这个属性设置一下。
```
def add_qq():
    qiqiu = Actor("qiqiu",(suiji(),HEIGHT))
    qiqiu.vy = sudu()
    qiqiu.char = random_char()
    qiqiu.typed = False
    qq.append(qiqiu)
```
typed属性类型为布尔类型，所以初始化为False。
相应的在draw()中，修改字母输出语句。
```
def draw():
    screen.fill((255,255,255))
    for q in qq:
        q.draw()
        if q.typed == False:
            screen.draw.text(q.char,center=q.center,color="black")
        else:
            screen.draw.text(q.char,center=q.center,color="red")
```
如何变色呢？首先在on_key_down()函数内，修改气球的typed属性值。然后，把要删除的气球加到列表中，例如构建一个del_qq列表，再调用clock定时器。
初始化位置加入列表del_qq.
```
del_qq = []
```
**clock定时器**
每间隔一段时间，自动执行一次相应代码。
延迟操作，可以使用clock对象中的schedule()方法。
例如，设计一个删除气球的函数：
```
def remove_qq():
    sounds.eat.play()
    q = del_qq.pop(0)
    if q in qq:
        qq.remove(q)
```
修改on_key_down()函数如下：
```
def on_key_down(key):
    for q in qq:
        if str(key)=="keys."+q.char:
            q.typed = True
            del_qq.append(q)
            clock.schedule(remove_qq,0.3)
            break`
```
##**四、完善游戏规则**
###**1.添加游戏积分**
在游戏初始化位置，加入积分变量：
```
score = 0
```
然后在on_key_down()函数，添加增加积分的语句，修改如下：
```
def on_key_down(key):
    global score
    for q in qq:
        if str(key)=="keys."+q.char:
            score += 1
            q.typed = True
            del_qq.append(q)
            clock.schedule(remove_qq,0.3)
            break
```
最后在draw()函数中，输出积分。
```
screen.draw.text(f"Score:{score}",bottomleft=(10,HEIGHT-10),color="black")
```
bootomleft为左下角。
###**2.实现游戏倒计时**
游戏倒计时，可以使用Python的time库，它包含了很多处理时间的函数，其中一个名为perf_counter()函数，可以获取当前时间。注：使用前需要导入time库，即：
```
import time
```
那么，我们记录游戏开始的时间后，再不断用perf_counter()获取当前时间，看是否达到预设的时间。如果是，则游戏结束；反之继续运行。
一开始可以在初始化位置，加入以下两个全局变量，一个用于记录游戏开始时间，一个用于游戏剩余时间。
```
start_time = time.perf_counter()
left_time = 60
```
接下来设计计算剩余时间的函数:
```
def count_time():
    global left_time
    play_time = int(time.perf_counter() - start_time)
    left_time = 60 - play_time
```
使用int转换是为了省略毫秒部分，只考虑秒。
设计好的函数在update()函数中使用，这样每间隔一段时间就自动执行一次，用于计算剩余时间。
当然还要在draw()函数中输出剩余时间。
```
screen.draw.text(f"Time:{left_time}",bottomleft=(WIDTH - 80,HEIGHT-10),color="black")
```
输出位置设定为右下角，注意坐标的计算方式。
***##判定游戏结束**
我们可以自定义胜利条件，例如积分达到某个分数时获胜，当规定时间内没有达到分数，则游戏失败。
这样需要设定两个全局变量，用于标记游戏胜利还是失败。
在游戏初始化位置，加入以下变量：
```
win = False
lost = False
```
然后设计一个判断游戏结束的函数，在update()函数中执行。
```
def check_gameover():
    global win,lost
    if score >= 100:
        win =True
        sounds.win.play()
    if left_time <= 0:
        lost = True
        sounds.fail.play()
```
修改后的update()函数如下：
```
def update():
    if(len(qq)<MAX_QQ):
        add_qq()
    update_qq()
    count_time()
    check_gameover()
```
怎样让游戏结束？我们的一些更新、判断都放在update()中，所以在函数入口处，加上游戏是否结束的判断即可：win或lost其中之一为True，继续修改update()函数。
```
def update():
    if win or lost:
        return
    if(len(qq)<MAX_QQ):
        add_qq()
    update_qq()
    count_time()
    check_gameover()
```
最后，游戏结束时，在屏幕输出获胜或失败的信息，修改draw()函数如下：
```python
def draw():
    screen.fill((255,255,255))
    for q in qq:
        q.draw()
        if q.typed == False:
            screen.draw.text(q.char,center=q.center,color="black")
        else:
            screen.draw.text(q.char,center=q.center,color="red")
    screen.draw.text(f"Score:{score}",bottomleft=(10,HEIGHT-10),color="black")
    screen.draw.text(f"Time:{left_time}",bottomleft=(WIDTH - 80,HEIGHT-10),color="black")
    if win:
        screen.draw.text("You Win!",center=(WIDTH//2,HEIGHT//2),fontsize=50,color="red")
    elif lost:
        screen.draw.text("You Lost!",center=(WIDTH//2,HEIGHT//2),fonszie=50,color="red")
```

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