Turtle-Invader! 😱 - informatikgarten.ch

Lernziele

Es wird nicht erwartet, dass Sie unseren Code oder die verwendeten Befehle auswendig aufschreiben können. Es geht darum, die Logik unserer Lösung und die besprochene Theorie zu verstehen. Insbesondere:

Sie verstehen unseren Code, könnten Schlüsselstellen erklären, und kurze Teile davon reproduzieren, wenn Sie alle nötigen Befehle erhalten. Spezifisch:

Sie verstehen, wie wir mit time.time() ein Zeitintervall programmiert haben.

Sie können random.random() und random.randint(a,b) charakterisieren und sinnvoll einsetzen.

Sie könnten 10 unbenannte Turtle in eine Liste laden, dann die Liste durchiterieren und die Turtles zufällig bewegen.

Sie verstehen theoretische Konzepte:

Sie wissen, dass Listen ein strukturierter Datentyp und mutable sind.

Code in mehreren Dateien organisieren

Erklärvideo

Code

main.py


import turtle
import time
from window import *  # [!code ++]
from ship import *  # [!code ++]
 
# Wir kontrollieren das Fenster selbst  # [!code --]
window = turtle.Screen()  # [!code --]
window.setup(0.5, 0.75) # Breite und Höhe relativ zum Bildschirm  # [!code --]
window.bgcolor("#202020") # Hintergrund in Hex-RGB  # [!code --]
window.title("Turtle Invaders") # Titel des Fensters  # [!code --]
window.tracer(0)  # [!code --]
 
# Einige Konstanten für das Fenster, die uns hilfreich sein werden  # [!code --]
LEFT = -window.window_width() / 2  # [!code --]
RIGHT = window.window_width() / 2  # [!code --]
TOP = window.window_height() / 2  # [!code --]
BOTTOM = -window.window_height() / 2  # [!code --]
GROUND = 0.9 * BOTTOM  # [!code --]
 
# Unser Raumschiff  # [!code --]
SHIP_STEP = 1 # Schrittweite für das Raumschiff  # [!code --]
ship = turtle.Turtle()  # [!code --]
turtle.register_shape('spaceship.gif')  # [!code --]
ship.shape('spaceship.gif')  # [!code --]
ship.penup() # Das Raumschiff soll nichts zeichnen  # [!code --]
ship.setposition(0, GROUND) # Das Raumschiff soll unten im Bild sein  # [!code --]
 
ship_direction = 0 # -1 = nach links, 0 = halt, +1 = nach rechts
 
# Steuerung
def quit():
    global running
    running = False
 
def move_left():
   global ship_direction
   ship_direction = -1
 
def move_right():
   global ship_direction
   ship_direction = 1
  
def stop_moving():
   global ship_direction
   ship_direction = 0
 
window.onkeypress(quit, "q")
window.onkeypress(move_left, "Left")
window.onkeypress(move_right, "Right")
window.onkeyrelease(stop_moving, "Left")
window.onkeyrelease(stop_moving, "Right")
window.listen()
 
running = True
while running:
  new_x = ship.xcor() + SHIP_STEP * ship_direction
  if LEFT < new_x < RIGHT:
    ship.setx(new_x)
  window.update()
  time.sleep(.001) # Temporäre Lösung, um die Animation zu verlangsamen

window.py


import turtle  # [!code ++]
 
# Wir kontrollieren das Fenster selbst
window = turtle.Screen()
window.setup(0.5, 0.75) # Breite und Höhe relativ zum Bildschirm
window.bgcolor("#202020") # Hintergrund in Hex-RGB
window.title("Turtle Invaders") # Titel des Fensters
window.tracer(0)
 
# Einige Konstanten für das Fenster, die uns hilfreich sein werden
LEFT = -window.window_width() / 2
RIGHT = window.window_width() / 2
TOP = window.window_height() / 2
BOTTOM = -window.window_height() / 2
GROUND = 0.9 * BOTTOM

ship.py


import turtle  # [!code ++]
from window import GROUND  # [!code ++]
 
# Unser Raumschiff
SHIP_STEP = 1 # Schrittweite für das Raumschiff
ship = turtle.Turtle()
turtle.register_shape('spaceship.gif')
ship.shape('spaceship.gif')
ship.penup() # Das Raumschiff soll nichts zeichnen
ship.setposition(0, GROUND) # Das Raumschiff soll unten im Bild sein

Die Turtleinvader kommen!

Erklärvideo

Zeitintervall

Die Funktion time() aus dem Paket time gibt uns die aktuelle Zeit in Sekunden seit 00:00 am 1. Januar 1970 in der Standardzeit UTC. Das ist für Sie allerdings wenig relevant, weil Sie werden time.time() immer als Differenz zwischen zwei Zeitpunkten nutzen. Wichtig also: Die Differenz wird in Sekunden gemessen.

Hier ein simplifizierter Auszug.


import time
 
INVADER_INTERVALL = 1 # in Sekunden
invader_time = time.time()
 
running = True
while running:
	# ...
	# Wenn die Zeitdifferenz das Interval überschreitet
	if (time.time() - invader_time) > INVADER_INTERVALL:
		# Neuen Turtleinvader kreieren
		# ...
		
		# Setze den Zeitstempfel neu für das nächste Intervall
		invader_time = time.time()
	# ...

Anonyme Turtle in Listen

Wir fügen unserer Liste jeweils eine Turtle hinzu.


 
import turtle
 
turtleliste = []
 
def create_invader():
	t = turtle.Turtle()
	# Turlte konfigurieren und stylen
	turtleliste.append(t)
 
# Funktion ausführen
create_invader()
create_invader()
# Zum Verständnis drucken wir die Liste aus
print(turtleliste)

Im Speicher passiert dabei Folgendes:

Die Liste speichert Verweise auf die verschiedenen Turtle-Objekte im Speicher, die von turtle.Turtle() kreiert werden.
Wenn wir durch turtleliste iterieren, können wir mit der Laufvariable die verschiedenen Turtle-Objekte bewegen.

Zufallszahlen

Das Paket random bietet einige Möglichkeiten, Zufallszahlen zu generieren. Wir verwenden zwei Funktionen davon:

random.random() generiert eine Fliesskomma-Zufallszahl zwischen 0 und 1.
random.randint(a,b) generiert eine Ganzzahl zwischen a und b (inklusiv a und b).


import random
 
zufallszahlen = []
 
for i in range(10):
	# Ersetzen Sie random.random() zum Vergleich mit random.randint(-300,300)
    zufallszahlen.append(random.random())
 
for zahl in zufallszahlen:
    print(zahl)

Turtle zufällig bewegen

Jetzt verbinden wir die gelernten Muster, um eine Liste mit Turtle zu füllen, und sie zufällig zu bewegen.

Run

Code

Was wir in main.py hinzugefügt haben.


import turtle
from window import *
from ship import *
import time
import random  # [!code ++]
 
# Steuerung
ship_direction = 0  # -1 = nach links, 0 = halt, +1 = nach rechts
 
 
def quit():
    global running
    running = False
 
def move_left():
    global ship_direction
    ship_direction = -1
 
def move_right():
    global ship_direction
    ship_direction = 1
 
def stop_moving():
    global ship_direction
    ship_direction = 0
 
window.onkeypress(quit, "q")
window.onkeypress(move_left, "Left")
window.onkeypress(move_right, "Right")
window.onkeyrelease(stop_moving, "Left")
window.onkeyrelease(stop_moving, "Right")
window.listen()
 
	# Turtle invaders  #  [!code ++]
invader_liste = []  # [!code ++]
invader_time = time.time()  # [!code ++]
INVADER_INTERVALL = 0.5  # [!code ++]
INVADER_SPEED = 2  # [!code ++]
  # [!code ++]
def create_invader():  # [!code ++]
    t = turtle.Turtle()  # [!code ++]
    t.penup()  # [!code ++]
    t.shape("turtle")  # [!code ++]
    t.shapesize(1.5)  # [!code ++]
    t.color("white")  # [!code ++]
    # Zufallsposition  # [!code ++]
    t.setposition(random.randint(int(LEFT), int(RIGHT)), TOP)  # [!code ++]
    t.setheading(-90)  # [!code ++]
    # Zufallsfarbe  # [!code ++]
    t.color(random.random(), random.random(), random.random())  # [!code ++]
    invader_liste.append(t)  # [!code ++]
 
running = True
while running:
    new_x = ship.xcor() + SHIP_STEP * ship_direction
    if LEFT < new_x < RIGHT:
        ship.setx(new_x)
    if (time.time() - invader_time) > INVADER_INTERVALL:  # [!code ++]
        create_invader()  # [!code ++]
        invader_time = time.time()  # [!code ++]
    for invader in invader_liste:  # [!code ++]
        invader.forward(INVADER_SPEED)  # [!code ++]
 
    window.update()
    time.sleep(0.001)  # Temporäre Lösung, um die Animation zu verlangsamen