第1章 项目说明

1.1项目内容

1.1.1目的与意义

选择这个拼图游戏作为课题，一方面是想学习和掌握Turtle库的课外知识，另一方面可增加学习的趣味性和培养对此课程的兴趣。Turtle库是python的基础绘图库，其主要是用于程序设计入门，是标准库之一，但turtle的功能十分，利用turtle可以制作很多复杂的绘图。希望通过这次的游戏设计，使得我可以了解Turtle库。

1.1.2项目功能

1）游戏界面的创建

2）猫的创建与移动

3）老鼠的随机创建与随机移动

4）抓老鼠的实现

5）键盘输入的监听

6）游戏计时功能

7）游戏结束提示与成绩显示

1.1.3开发环境

开发系统：Windows 10

开发工具：JetBrains PyCharm

编程语言：Python

Python版本：3.7

相关库：Turtle、Random、Time

1.1.4项目针对用户

任何年龄段想通过玩休闲小游戏解压的人。

1.2 项目背景

到了2000年，网络游戏问世并且很快流行起来我国的游戏行业才又渐渐的复苏，但是由于投入差距太大，起步晚等原因与外国游戏相对而言并没有竞争力。但如今，网络游戏走入盛世，成为一部分人休闲娱乐的主要行为。国产游戏渐渐走入国际市场，而且基于网络的发展真正实现了网络全球化。而猫和老鼠小游戏是家喻户晓的休闲类小游戏，不管是哪个年龄段都有它的爱好者，随着社会的发展，生活节奏越来越快，人们的压力也越来越大，通过玩休闲类游戏解压，成为忙碌的都市人们的不二选择。猫和老鼠小游戏就是其中很有代表性的一种，它可以使人在休闲娱乐的同时锻炼思维、观察力。

第2章 需求分析

2.1程序详细功能需求

1）游戏界面的创建

2）猫的创建与移动

3）老鼠的随机创建与随机移动

4）抓老鼠的实现

5）游戏计时功能

6）游戏结束提示与成绩显示

2.2程序功能分析

2.2.1游戏界面的创立

程序通过Turtle库创建一个游戏界面，并设置其大小、刷新时间以及背景。

2.2.2猫的创建与移动

程序通过Turtle库创建猫，并设置其大小颜色，然后可以通过键盘方向键输入控制猫向左向右转向以及加速与减速。

2.2.3老鼠的随机创建与随机移动

程序通过Turtle库创建老鼠，使其随机出现在界面中，并随机移动。                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                      2.2.4抓老鼠的实现

通过猫与老鼠的距离判定，当猫与老鼠距离少于50时，即判定为抓到老鼠，老鼠被抓到后就从界面上消失。

2.2.5游戏计时功能

游戏开始时开始对游戏的计时，当游戏结束时结束计时，时间通过Turtle库在界面上显示。

2.2.6游戏结束提示与成绩显示

当界面老鼠数量为0时，提示游戏结束并显示所用时间。

第3章 设计文档

3.1流程图

图3.1 猫和老鼠游戏流程图

3.2创建游戏界面

调用Turtle库里的Screen()函数创建游戏界面，再调用mainloop()函数使维持界面不关闭。调用tracer()降低刷新率，减少游戏卡顿感。

# 创建背景game = t.Screen()game.setup(700, 700)game.bgpic('bg.gif')t.tracer(3)

game.mainloop()

3.3猫的创建与移动

3.3.1猫的创建

用turtle创建猫，调用cat.speed(0)使猫的创建以及降低接下来的转向与加减速的延迟。

# 创建猫咪cat = t.Turtle()cat.color('yellow')cat.shapesize(3, 3)cat.speed(0)cat.up()

3.3.2猫的移动

1）调用fd()函数让猫前进，通过x、y判定使猫触碰边界时调用left()函数掉头。

2）定义函数move_left() 控制猫向左转向

3）定义函数move_ringt() 控制猫向右转向

4）定义函数speedup() 控制猫加速

5）定义函数slowdown() 控制猫减速

cat_speed = 0.1while True:update_time()cat.fd(cat_speed)x = cat.xcor()y = cat.ycor()if x > 350 or x < -350 or y < -350 or y > 350:cat.left(180)

def move_left():cat.left(30)def move_right():cat.right(30)def speedup():global cat_speedcat_speed += 0.1def slowdown():global cat_speedcat_speed -= 0.1

3.3.3键盘事件监听

调用listen()函数监听键盘事件，并调用onkey()函数绑定对应加减速与转向键位。

代码：

t.listen()t.onkey(move_left, 'Left')t.onkey(move_right, 'Right')t.onkey(speedup, 'Up')t.onkey(slowdown, 'Down')

3.4老鼠的随机创建与随机移动

循环用Turtle库创建多只老鼠，调用random库使每只老鼠出现在随机位置并使其向随机方向移动。调用rat.speed(0)减少每只老鼠创建间隔，使其如同同时创建般。

代码：

# 创建小老鼠rats_number = 3rats = []t.register_shape('rat.gif')for r in range(rats_number):rat = t.Turtle()rat.ht()  # hideturtlerat.up()rat.speed(0)rat.left(random.randint(0, 360))rat.shape('rat.gif')x = random.randint(-300, 300)y = random.randint(-300, 300)rat.setpos(x, y)rat.st()  # showturtlerats.append(rat)

# 小老鼠动起来for rat in rats:rat.fd(0.1)catch(rat)x = rat.xcor()y = rat.ycor()if x > 300 or x < -300 or y < -300 or y > 300:rat.left(180)

3.5抓老鼠的实现

定义catch（rat）函数 判定抓到使老鼠消失。

代码：

def catch(rat):if cat.distance(rat) < 50:rat.ht()rats.remove(rat)

3.6游戏计时功能

定义update_time()函数调用time()库对游戏时间进行计时，并调用turtle库显示在界面上。

#加上计时pen = t.Turtle()pen.ht()pen.up()pen.setpos(240, 320)pen.color('red')pen.write("计时 ", align="left", font=('Arial', 18, 'bold'))pen2 = t.Turtle()pen2.ht()pen2.up()pen2.setpos(300, 320)pen2.color('red')

def update_time():
    global used_time
    now_used_time = int(time.time() - start_time)
    if now_used_time > used_time:
        used_time = now_used_time
        time_str = str(used_time)
        pen2.clear()
        pen2.write(time_str, align="left", font=('Arial', 18, 'bold'))

3.7游戏结束与成绩提示

判定len(rats)为0时，通过turtle库提示游戏结束与成绩。

# 判断游戏结束if len(rats) == 0:pen3 = t.Turtle()pen3.ht()pen3.up()pen3.setpos(-150, 0)pen3.color('red')over_str = "游戏结束，用时" + str(used_time) + "秒"pen3.write(over_str, align="left", font=('Arial', 25, 'bold'))break;

第4章 项目实现

4.1游戏界面

图4.1游戏界面运行截图

4.2游戏结束与成绩提示

图4.2游戏结束与成绩提醒运行截图