关于“Python”的核心知识点整理大全42

game_functions.py

alien_invasion.py

14.4 小结

第１5 章

生成数据

15.1 安装 matplotlib

15.1.1 在 Linux 系统中安装 matplotlib

15.1.2 在 OS X 系统中安装 matplotlib

注意

15.1.3 在 Windows 系统中安装 matplotlib

注意

15.1.4 测试 matplotlib

注意

15.1.5 matplotlib 画廊

15.2 绘制简单的折线图

mpl_squares.py

15.2.1 修改标签文字和线条粗细

mpl_squares.py

15.2.2 校正图形

mpl_squares.py

为在屏幕上显示飞船，我们对编组调用了draw()。Pygame将绘制每艘飞船。为在游戏开始时让玩家知道他有多少艘飞船，我们在开始新游戏时调用prep_ships()。这是在game_functions.py的check_play_button()中进行的：

game_functions.py

def check_play_button(ai_settings, screen, stats, sb, play_button, ship,
 aliens, bullets, mouse_x, mouse_y):
 """在玩家单击Play按钮时开始新游戏"""
 button_clicked = play_button.rect.collidepoint(mouse_x, mouse_y)
 if button_clicked and not stats.game_active:
 --snip--
 # 重置记分牌图像
 sb.prep_score()
 sb.prep_high_score()
 sb.prep_level()
 sb.prep_ships()
 --snip--

我们还在飞船被外星人撞到时调用prep_ships()，从而在玩家损失一艘飞船时更新飞船图像：

game_functions.py

1 def update_aliens(ai_settings, screen, stats, sb, ship, aliens, bullets):
 --snip--
 # 检测外星人和飞船之间的碰撞
 if pygame.sprite.spritecollideany(ship, aliens):
2 ship_hit(ai_settings, screen, stats, sb, ship, aliens, bullets)
 # 检查是否有外星人抵达屏幕底端
3 check_aliens_bottom(ai_settings, screen, stats, sb, ship, aliens, bullets)
4 def ship_hit(ai_settings, screen, stats, sb, ship, aliens, bullets):
 """响应被外星人撞到的飞船"""
 if stats.ships_left > 0:
 # 将ships_left减1
 stats.ships_left -= 1
 # 更新记分牌
5 sb.prep_ships()
 # 清空外星人列表和子弹列表
 --snip--

首先，我们在update_aliens()的定义中添加了形参sb（见1）。然后，我们向ship_hit()（见 2）和check_aliens_bottom()（见3）都传递了sb，让它们都能够访问记分牌对象。接下来，我们更新了ship_hit()的定义，使其包含形参sb（见4）。我们在将ships_left的值减1后调用了prep_ships()（见5），这样每次损失了飞船时，显示的飞船数都是正确的。在check_aliens_bottom()中需要调用ship_hit()，因此对这个函数进行更新：

game_functions.py

def check_aliens_bottom(ai_settings, screen, stats, sb, ship, aliens,
 bullets):
 """检查是否有外星人抵达屏幕底端"""
 screen_rect = screen.get_rect()
 for alien in aliens.sprites():
 if alien.rect.bottom >= screen_rect.bottom:
 # 像飞船被外星人撞到一样处理
 ship_hit(ai_settings, screen, stats, sb, ship, aliens, bullets)
 break

现在，check_aliens_bottom()包含形参sb，并在调用ship_hit()时传递了实参sb。最后，在alien_invasion.py中修改调用update_aliens()的代码，向它传递实参sb：

alien_invasion.py

 # 开始游戏主循环
 while True:
 --snip--
 if stats.game_active:
 ship.update()
 gf.update_bullets(ai_settings, screen, stats, sb, ship, aliens,
 bullets)
 gf.update_aliens(ai_settings, screen, stats, sb, ship, aliens,
 bullets)
 --snip--

图14-6显示了完整的记分系统，它在屏幕左上角指出了还余下多少艘飞船。

14.4 小结

在本章中，你学习了如何创建用于开始新游戏的Play按钮，如何检测鼠标事件，以及在游戏处于活动状态时如何隐藏光标。你可以利用学到的知识在游戏中创建其他按钮，如用于显示玩法说明的Help按钮。你还学习了如何随游戏的进行调整其节奏，如何实现记分系统，以及如何以文本和非文本方式显示信息。

第１5 章

生成数据

15.1 安装 matplotlib

首先，需要安装matplotlib，我们将使用它来制作开始的几个图表。如果你还未使用过pip，请参阅12.2.1节。

15.1.1 在 Linux 系统中安装 matplotlib

如果你使用的是系统自带的Python版本，可使用系统的包管理器来安装matplotlib，为此只需执行一行命令：

$ sudo apt-get install python3-matplotlib

如果你使用的是Python 2.7，请执行如下命令：

$ sudo apt-get install python-matplotlib

如果你安装了较新的Python版本，就必须安装matplotlib依赖的一些库：

$ sudo apt-get install python3.5-dev python3.5-tk tk-dev
$ sudo apt-get install libfreetype6-dev g++

再使用pip来安装matplotlib：

$ pip install --user matplotlib

15.1.2 在 OS X 系统中安装 matplotlib

Apple的标准Python安装自带了matplotlib。要检查系统是否安装了matplotlib，可打开一个终端会话并尝试导入matplotlib。如果系统没有自带matplotlib，且你的Python是使用Homebrew安装的，则可以像下面这样安装matplotlib：

$ pip install --user matplotlib

注意

安装包时可能需要使用pip3，而不是pip。另外，如果这个命令不管用，你可能需要删除标志--user。

15.1.3 在 Windows 系统中安装 matplotlib

在Windows系统中，首先需要安装Visual Studio。为此，请访问https://dev.windows.com/，单击Downloads，再查找Visual Studio Community——一组免费的Windows开发工具。请下载并运行该安装程序。接下来，需要下载matplotlib安装程序。为此，请访问https://pypi.python.org/pypi/matplotlib/，并查找与你使用的Python版本匹配的wheel文件（扩展名为.whl的文件）。例如，如果你使用的是 32位的Python 3.5，则需要下载matplotlib-1.4.3-cp35-none-win32.whl。

注意

如果找不到与你安装的Python版本匹配的文件，请去http://www.lfd.uci.edu/-gohlke/ pythonlibs/#matplotlib看看，这个网站发布安装程序的时间通常比matplotlib官网早些。

将这个.whl文件复制到你的项目文件夹，打开一个命令窗口，并切换到该项目文件夹，再使用pip来安装matplotlib：

> cd python_work
python_work> python -m pip install --user matplotlib-1.4.3-cp35-none-win32.whl

15.1.4 测试 matplotlib

安装必要的包后，对安装进行测试。为此，首先使用命令python或python3启动一个终端会话，再尝试导入matplotlib：

$ python3
>>> import matplotlib
>>>

如果没有出现任何错误消息，就说明你的系统安装了matplotlib，可以接着阅读下一节。

注意

如果你在安装过程中遇到了麻烦，请参阅附录C。如果依然无济于事，请向他人寻求帮助。对于你遇到的问题，只要向经验丰富的Python程序员提供少量的信息，他们很可能很快就能帮你解决。

import matplotlib.pyplot as plt
squares = [1, 4, 9, 16, 25] 
plt.plot(squares)
plt.show()

15.1.5 matplotlib 画廊

要查看使用matplotlib可制作的各种图表，请访问http://matplotlib.org/的示例画廊。单击画廊中的图表，就可查看用于生成图表的代码。

15.2 绘制简单的折线图

下面来使用matplotlib绘制一个简单的折线图，再对其进行定制，以实现信息更丰富的数据可视化。我们将使用平方数序列1、4、9、16和25来绘制这个图表。只需向matplotlib提供如下数字，matplotlib就能完成其他的工作：

mpl_squares.py

我们首先导入了模块pyplot，并给它指定了别名plt，以免反复输入pyplot。在线示例大都这样做，因此这里也这样做。模块pyplot包含很多用于生成图表的函数。

我们创建了一个列表，在其中存储了前述平方数，再将这个列表传递给函数plot()，这个函数尝试根据这些数字绘制出有意义的图形。plt.show()打开matplotlib查看器，并显示绘制的图形，如图15-1所示。查看器让你能够缩放和导航图形，另外，单击磁盘图标可将图形保存起来。

15.2.1 修改标签文字和线条粗细

图15-1所示的图形表明数字是越来越大的，但标签文字太小，线条太细。所幸matplotlib让你能够调整可视化的各个方面。下面通过一些定制来改善这个图形的可读性，如下所示：

mpl_squares.py

import matplotlib.pyplot as plt
squares = [1, 4, 9, 16, 25]
1 plt.plot(squares, linewidth=5)
# 设置图表标题，并给坐标轴加上标签
2 plt.title("Square Numbers", fontsize=24)
3 plt.xlabel("Value", fontsize=14)
plt.ylabel("Square of Value", fontsize=14)
# 设置刻度标记的大小
4 plt.tick_params(axis='both', labelsize=14)
plt.show()

参数linewidth（见1）决定了plot()绘制的线条的粗细。函数title()（见2）给图表指定标题。在上述代码中，出现了多次的参数fontsize指定了图表中文字的大小。

函数xlabel()和ylabel()让你能够为每条轴设置标题（见3）；而函数tick_params()设置刻度的样式（见4），其中指定的实参将影响x轴和y轴上的刻度（axes='both'），并将刻度标记的字号设置为14（labelsize=14）。最终的图表阅读起来容易得多了，如图15-2所示：标签文字更大，线条也更粗。

15.2.2 校正图形

图形更容易阅读后，我们发现没有正确地绘制数据：折线图的终点指出4.0的平方为25！下面来修复这个问题。当你向plot()提供一系列数字时，它假设第一个数据点对应的x坐标值为0，但我们的第一个点对应的x值为1。为改变这种默认行为，我们可以给plot()同时提供输入值和输出值：

mpl_squares.py

import matplotlib.pyplot as plt
input_values = [1, 2, 3, 4, 5]
squares = [1, 4, 9, 16, 25]
plt.plot(input_values, squares, linewidth=5)
# 设置图表标题并给坐标轴加上标签
--snip--