基于python的椰椰历险记游戏设计

湖南商务职业技术学院毕业设计

目录

1引言...............................................................1

1.1项目开发背景..................................................1

1.2开发技术简介..................................................1

1.2.1Python简介..............................................1

1.2.2Python的运行原理........................................2

1.3开发工具简介..................................................2

2需求分析...........................................................2

2.1功能需求描述..................................................2

2.2非功能需求描述................................................2

2.3需求用例建模..................................................3

2.3.1小鸟移动功能模块的用例..................................3

2.3.2管道绘制功能模块的用例...................................5

2.3.3碰撞功能模块的用例......................................7

2.3.4重置功能模块的用例......................................9

3系统概要设计......................................................11

3.1系统设计原则.................................................11

3.2系统框架设计.................................................11

3.3系统功能设计.................................................12

3.3.1小鸟移动功能模块功能设计...............................13

3.3.2管道绘制功能模块功能设计...............................14

3.3.3碰撞功能模块功能设计...................................15

3.3.4重置功能模块功能设计...................................16

4系统详细设计......................................................17

4.1小鸟移动功能模块设计.........................................17

4.1.1小鸟移动功能模块说明...................................17

4.1.2小鸟移动功能模块详细设计...............................17

4.2管道绘制功能模块设计.........................................18

I

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4.2.1管道绘制功能模块说明...................................18

4.2.2管道绘制功能模块详细设计...............................18

4.3碰撞功能模块设计.............................................19

4.3.1碰撞功能模块说明.......................................19

4.3.2碰撞功能模块详细设计...................................19

4.4重置功能模块设计.............................................21

4.4.1重置功能模块说明.......................................21

4.4.2重置功能模块详细设计...................................21

5系统实现..........................................................22

5.1小鸟移动功能实现.............................................22

5.2管道绘制功能实现.............................................23

5.3碰撞功能实现.................................................25

5.4重置功能实现.................................................27

6系统测试..........................................................28

6.1小鸟移动功能测试.............................................28

6.2管道绘制功能测试.............................................29

6.3碰撞功能测试.................................................30

6.4重置功能测试.................................................31

7设计小结..........................................................32

参考资料............................................................33

II

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基于python的椰椰历险记游戏设计

1引言

随着互联网的发展与普及，人们追求的不再是物质上的满足，而是精神上

需求的实现，越来越多的企业开始设计与实现属于自己的游戏。在当今社会中，

游戏无处不在，人们通过游戏缓解压力、享受快乐、结交朋友等，而椰椰历险

记正是一款缓解压力的休闲类小游戏。

我基于python语言，设计与实现了一个简化版的椰椰历险记。

1.1项目开发背景

随着时代的发展，电脑不再是少部分人才拥有的稀有物，而是人们办公学

习的一个基本工具。传统的游戏机、手机游戏等不再满足人们的生活娱乐需求，

电脑游戏也随之得到了普及。

椰椰历险记是一款简单易上手的休闲益智小游戏，游戏的核心原则就是可

爱以及规则简单，上手容易。不用花费过多脑力就可以玩，适合各个年龄阶段

的玩家使用。花费很少的时间就可以进行一局游戏，既可以缓解人们的压力，

又挑战了手指的灵活度，且可以锻炼心理承受能力。最重要的就是，这是款免

费小游戏。

我的毕业设计也就正是基于python语言，实现的适合于PC端用户使用的

简易版椰椰历险记。

1.2开发技术简介

1.2.1Python简介

Python最初的目的就是为了替代ABC语言，并且是在1990年代初由荷兰数

学和计算机科学研究学会的一员吉多·范罗苏姆设计的。Python是一门拥有众

多优点，如简单、易学、易读、易维护、用途广泛、速度较快、免费、开源等

的语言。

Python不仅能够提供高效的高级数据结构，还能简单有效地面向对象编程。

Python语法和动态类型，以及解释型语言的精髓，使Python逐渐被用于独立大

型项目的开发，并随着版本的不断更新和语言新功能的增加，成为大多数平台

上编写脚本和快速开发应用的编程语言。

1

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Python可以使用C语言或C++拓展新的功能和数据类型，易于拓展；也可

以用于定制软件中的拓展程序语言。同时Python也拥有丰富的标准库，能够提

供适用于主要系统平台的源码或机器码。

1.2.2Python的运行原理

Python程序的运行过程包含两个步骤:解释器将源代码翻译成中间码,然后

由虚拟机解释执行。具体讲，就是首先由Python解释器将.py文件中的源代

码翻译成中间码,这个中间码是一个扩展名为.pyc的文件,再由Python虚拟

机(PythonVirtualMachine,PVM)逐条将中间码翻译成机器指令执行。

1.3开发工具简介

工具的使用：PyCharm

PyCharm是一款Pythonide(整合开发环境的智能开发服务)，拥有一整套工

具，可以帮助用户在使用Python语言进行开发时提高效率。例如：debug，语

法高亮，项目管理，代码跳转，smarttips，自动完成，单元测试，版本控制。

2需求分析

2.1功能需求描述

通过对椰椰历险记的玩家进行市场调研，了解椰椰历险记的具体情况，设

计实现以下功能：

（1）小鸟移动功能：按空格键小鸟进行跳跃

（2）管道绘制功能：不断添加删除管道，呈现出接连不断管道向左移动的

效果；

（3）碰撞功能：小鸟碰到管道

（4）重置功能：重新开始游戏

2.2非功能需求描述

对椰椰历险记游戏进行深入了解，该游戏的非功能性需求有以下几个方面：

（1）易用性：操作简单，易上手，无论什么年龄的玩家都能玩；

（2）美观性：游戏页面可爱而不失美观

2

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2.3需求用例建模

对功能需求进行分析，继而创建以下总体用例模型，如图2-1所示。

图2-1椰椰历险记的总体用例模型

2.3.1小鸟移动功能模块的用例

需求分析阶段，梳理分析通过用例图和活动图进行。小鸟移动功能模块具

体的用例描述如图2-2所示。

图2-2小鸟移动功能模块用例图

对小鸟移动功能的用例进一步细化，使用活动图对游戏的动态行为进行建

模。小鸟移动功能模块活动图如图2-3所示。

3

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图2-3小鸟移动功能模块活动图

通过对图2-2的用例图和图2-3的活动图进行进一步的精细分析，能够得

到每个用例的描述表。而小鸟移动功能模块用例描述就如表2-1所示。

表2-1小鸟移动功能模块用例描述

项目描述

用例名称小鸟移动功能

用例标识号01

参与者玩家

4

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简要说明玩家点击空格键，小鸟跳跃

前置条件启动游戏成功

1.玩家启动游戏

2.进入游戏首页

基本事件流3.游戏开始

4.玩家点击空格键，小鸟跳跃

5.用例终止

其他事件流在开始游戏之前，玩家可以随时关闭游戏

异常事件流启动游戏失败

后置条件进入的主界面main.py，装载相应的数据

2.3.2管道绘制功能模块的用例

需求分析阶段，梳理分析通过用例图和活动图进行。管道绘制功能模块具

体的用例描述如图2-4所示。

图2-4管道绘制功能模块用例图

对管道绘制功能的用例进一步细化，使用活动图对游戏的动态行为进行建

模。管道绘制功能模块活动图如图2-5所示。

5

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图2-5管道绘制功能模块活动图

通过对图2-4的用例图和图2-5的活动图进行进一步的精细分析，能够得

到每个用例的描述表。管道绘制功能模块用例描述如表2-2所示。

表2-2管道绘制功能模块模块用例描述

项目描述

6

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用例名称管道绘制功能

用例标识号02

参与者系统

简要说明绘制、添加、删除、移动管道

前置条件启动游戏成功

1.绘制管道

2.添加管道

基本事件流

3.删除管道

4.移动管道

其他事件流在开始游戏之前，玩家可以随时关闭游戏

异常事件流启动游戏失败

后置条件进入的主界面main.py，装载相应的数据

2.3.3碰撞功能模块的用例

需求分析阶段，梳理分析通过用例图和活动图进行。碰撞功能模块具体的

用例描述如图2-6所示。

图2-6碰撞功能模块用例图

对碰撞功能的用例进一步细化，使用活动图对游戏的动态行为进行建模。

碰撞功能模块活动图如图2-7所示。

7

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图2-7碰撞功能模块活动图

通过对图2-6的用例图和图2-7的活动图进行进一步的精细分析，能够得

到每个用例的描述表。碰撞功能模块用例描述如表2-3所示。

表2-3碰撞功能模块用例描述

项目描述

用例名称碰撞功能

用例标识号03

参与者系统

简要说明小鸟碰撞天花板、地板、管道

前置条件启动游戏成功

基本事件流1.玩家启动游戏

8

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2.进入游戏首页

3.游戏开始

4.玩家点击空格键，小鸟跳跃

5.小鸟碰撞天花板、地板、管道

6.用例终止

其他事件流在开始游戏之前，玩家可以随时关闭游戏

异常事件流启动游戏失败

后置条件进入的主界面main.py，装载相应的数据

2.3.4重置功能模块的用例

需求分析阶段，梳理分析通过用例图和活动图进行。重置功能模块具体的

用例描述如图2-8所示。

图2-8重置功能模块用例图

对重置功能的用例进一步细化，使用活动图对游戏的动态行为进行建模。

重置功能模块活动图如图2-9所示。

9

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图2-9重置功能模块活动图

通过对图2-8的用例图和图2-9的活动图进行进一步的精细分析，能够得

到每个用例的描述表。重置功能模块用例描述如表2-4所示。

表2-4重置功能模块用例描述

项目描述

用例名称重置功能

用例标识号04

参与者玩家、系统

简要说明玩家点击b键，游戏重置

前置条件游戏结束

1.游戏结束

基本事件流

2.玩家点击b键

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3.游戏重置

4.用例终止

其他事件流玩家可以随时关闭游戏

异常事件流启动游戏失败

后置条件进入的主界面main.py，装载相应的数据

3系统概要设计

3.1系统设计原则

通过与椰椰历险记游戏玩家沟通，了解游戏问题。最终实现画风卡通可爱

的简化版椰椰历险记。

3.2系统框架设计

结合开发平台的特点，再根据游戏的需求分析、用例建模分析设计椰椰历

险记的系统架构模型，即如图3-1所示。

11

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图3-1椰椰历险记整体架构图

3.3系统功能设计

在游戏的分析阶段在对子系统划分的基础上，再进行进一步地细分，将它逐

层的分解成多个功能单一、大小相同、但具有一定独立性的模块。椰椰历险记

的功能结构图即如图3-2所示，本系统通过划分后有小鸟移动功能、管道绘制

功能、碰撞功能和重置功能四大主要功能模块。

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图3-2椰椰历险记功能结构图

3.3.1小鸟移动功能模块功能设计

经过对系统功能结构图的详细分析，得到了各子模块相关的功能说明，并

使用功能流程图进行功能说明，见图3-3。

13

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图3-3小鸟移动功能模块流程图

3.3.2管道绘制功能模块功能设计

经过对系统功能结构图的详细分析，得到了各子模块相关的功能说明，并

使用功能流程图进行功能说明，见图3-4。

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图3-4管道绘制功能模块流程图

3.3.3碰撞功能模块功能设计

15

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经过对系统功能结构图的详细分析，得到了各子模块相关的功能说明，并

使用功能流程图进行功能说明，见图3-5。

图3-5碰撞功能模块流程图

3.3.4重置功能模块功能设计

经过对系统功能结构图的详细分析，得到了各子模块相关的功能说明，并

使用功能流程图进行功能说明，见图3-6。

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图3-6重置功能模块流程图

4系统详细设计

通过和椰椰历险记玩家进行沟通，了解游戏所拥有的问题，希望通过对游戏

的设计实现，尽可能的解决玩家提出来的问题。

4.1小鸟移动功能模块设计

4.1.1小鸟移动功能模块说明

运行程序，进入游戏首页，在游戏启动后，通过空格键实现小鸟移动跳跃功

能。

4.1.2小鸟移动功能模块详细设计

对各子功能进行分析与设计需通过需求分析和概要设计，能得到小鸟移动

功能模块的静态结构类图，如图4-1所示。

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图4-1小鸟移动功能模块的类图

对小鸟移动功能模块的类图进行细化分析后，得到该子功能模块相关类和

方法的描述表，如下表4-1所示。

表4-1小鸟移动功能模块相关类和方法的描述表

类名Bird

描述小鸟类

属性bird、bird_up、bird_down、frame

方法draw_bird()、decline()

类名Windows

描述游戏界面类

属性FPS

方法ready_window()、game_window()、end_window

4.2管道绘制功能模块设计

4.2.1管道绘制功能模块说明

游戏启动后，在页面上不断绘制管道、添加管道，管道不停自右往左移动，

超出页面一定范围后，删除管道。

4.2.2管道绘制功能模块详细设计

对各子功能进行分析与设计需通过需求分析和概要设计，能得到管道绘制

功能模块的静态结构类图，如图4-2所示。

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图4-2管道绘制功能模块的类图

本子功能模块的相关类和方法描述表是在对管线绘制功能模块类图进行详

细分析后得出的，如表4-2所示。

表4-2管道绘制功能模块相关类和方法的描述表

类名Pipe

描述管道类

属性pipes、pipe_body、pipe_end

方法draw_pipes()

类名Windows

描述游戏界面类

属性FPS

方法ready_window()、game_window()、end_window

4.3碰撞功能模块设计

4.3.1碰撞功能模块说明

游戏过程中，小鸟一旦和天花板或地板或管道发生触碰，触发碰撞功能，游

戏结束。

4.3.2碰撞功能模块详细设计

对各子功能进行分析与设计需通过需求分析和概要设计，能得到管道绘制

功能模块的静态结构类图，如图4-3所示。

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图4-3碰撞功能模块的类图

本子功能模块的相关类和方法描述表是在对碰撞功能模块类图进行详细分

析后得出的，如表4-3所示。

表4-3碰撞功能模块相关类和方法的描述表

类名Bird

描述小鸟类

属性bird、bird_up、bird_down、frame

方法draw_bird()、decline()

类名Pipe

描述管道类

属性pipes、pipe_body、pipe_end

方法draw_pipes()

类名Collide

描述碰撞类

属性

方法collide()

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4.4重置功能模块设计

4.4.1重置功能模块说明

游戏结束，重置游戏。

4.4.2重置功能模块详细设计

对各子功能进行分析与设计需通过需求分析和概要设计，能得到管道绘制

功能模块的静态结构类图，如图4-4所示。

图4-4重置功能模块的类图

本子功能模块的相关类和方法描述表是在对重置功能模块类图进行详细分

析后得出的，如表4-4所示。

表4-4重置功能模块相关类和方法的描述表

类名Bird

描述小鸟类

属性bird、bird_up、bird_down、frame

方法draw_bird()、decline()

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类名Pipe

描述管道类

属性pipes、pipe_body、pipe_end

方法draw_pipes()

类名Reset

描述重置类

属性width、height、frame、FPS、pipes、bird、s

方法reset()

5系统实现

5.1小鸟移动功能实现

5.1.1小鸟移动功能界面设计

小鸟移动功能界面，如图5-1所示：该界面主要包括小鸟

图5-1小鸟移动界面

5.1.2小鸟移动功能模块核心代码实现：

步骤1：定义变量

bird=[70,height//2]

bird_up=pygame.image.load('images/bird_up.png')

bird_down=pygame.image.load('images/bird_down.png')

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clock=pygame.time.Clock()

步骤2：定义类

classBird:

defdraw_bird(self,x,y):

globalframe

if0<=frame<=30:

screen.blit(bird_up,(x,y))

frame+=1

elif30<frame<=60:

screen.blit(bird_down,(x,y))

frame+=1

ifframe==60:

frame=0

defdecline(self):

bird[1]+=s

birdClass=Bird()

步骤3：游戏界面

defgame_window(self):

whileTrue:

foreventinpygame.event.get():

ifevent.type==pygame.QUIT:

quit()

ifevent.type==pygame.KEYDOWNandevent.key==pygame.K_b:

return

ifevent.type==pygame.KEYDOWNandevent.key==pygame.K_SPACE:

bird[1]-=45

screen.blit(background,(0,0))

birdClass.draw_bird(bird[0],bird[1])

pygame.display.update()

clock.tick(FPS)

5.2管道绘制功能实现

5.2.1管道绘制功能界面设计

管道绘制功能界面，如图5-2所示：该界面主要包括小鸟、管道

23

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图5-2管道绘制界面

5.2.2管道绘制功能模块核心代码实现：

步骤1：定义变量

pipe_body=pygame.image.load('images/pipe_body.png')

pipe_end=pygame.image.load('images/pipe_end.png')

步骤2：定义类

#pipes=[[200,4]]

#154

classPipe:

defdraw_pipes(self):

forainrange(len(pipes)):

forbinrange(pipes[a][1]):#pipe_top4+1

screen.blit(pipe_body,(pipes[a][0],b*32))#空白4

forbinrange(pipes[a][1]+6,16):#pipe_bottom5+1

screen.blit(pipe_body,(pipes[a][0],b*32))

screen.blit(pipe_end,(pipes[a][0],(pipes[a][1])*32))

screen.blit(pipe_end,(pipes[a][0],(pipes[a][1]+5)*32))

pipes[a][0]-=1

pipeClass=Pipe()

步骤3：游戏界面

defgame_window(self):

whileTrue:

foreventinpygame.event.get():

ifevent.type==pygame.QUIT:

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quit()

ifevent.type==pygame.KEYDOWNandevent.key==pygame.K_b:

return

ifevent.type==pygame.KEYDOWNandevent.key==pygame.K_SPACE:

bird[1]-=45

screen.blit(background,(0,0))

birdClass.draw_bird(bird[0],bird[1])

#pine

iflen(pipes)<=5:

x=pipes[-1][0]+220

y=random.randint(1,7)

pipes.append([x,y])

ifpipes[0][0]<-100:

pipes.pop(0)

pipeClass.draw_pipes()

birdClass.decline()

ifnotcollideClass.collide():

windowsClass.end_window()

pygame.display.update()

clock.tick(FPS)

5.3碰撞功能实现

5.3.1碰撞功能界面设计

碰撞功能界面，如图5-3所示：该界面主要包括小鸟、管道

图5-3碰撞界面

5.3.2碰撞功能模块核心代码实现：

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步骤1：定义变量

bird=[70,height//2]

#x坐标管道开口的位置

pipes=[[200,4]]

步骤2：定义类

#pipe(pipes[0][0],pipes[0][1]*32)

#bird(bird[0],bird[1])32*3280*32

classCollide:

defcollide(self):

ifpipes[0][0]-32<bird[0]<pipes[0][0]+80:

ifbird[1]<(pipes[0][1]+1)*32orbird[1]>(pipes[0][1]+4)*32:

peng.play()

returnFalse

ifbird[1]<0orbird[1]>height-32:

peng.play()

returnFalse

returnTrue

步骤3：游戏界面

defgame_window(self):

whileTrue:

foreventinpygame.event.get():

ifevent.type==pygame.QUIT:

quit()

ifevent.type==pygame.KEYDOWNandevent.key==pygame.K_b:

return

ifevent.type==pygame.KEYDOWNandevent.key==pygame.K_SPACE:

bird[1]-=45

screen.blit(background,(0,0))

birdClass.draw_bird(bird[0],bird[1])

#pine

iflen(pipes)<=5:

x=pipes[-1][0]+220

y=random.randint(1,7)

pipes.append([x,y])

ifpipes[0][0]<-100:

pipes.pop(0)

pipeClass.draw_pipes()

birdClass.decline()

ifnotcollideClass.collide():

26

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windowsClass.end_window()

pygame.display.update()

clock.tick(FPS)

5.4重置功能实现

5.4.1重置功能界面设计

重置功能界面，如图5-4所示：该界面主要包括游戏首页

图5-4重置界面

5.4.2重置功能模块核心代码实现：

步骤1：定义类

classReset:

defreset(self):

windowsClass.ready_window()

globalwidth,height,frame,FPS,pipes,bird,s

width=889

height=480

frame=0#当前帧

FPS=60#屏幕刷新率

#x坐标管道开口的位置

pipes.clear()

bird.clear()

pipes=[[200,4]]

bird=[20,height//2]

#decline

s=1

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resetClass=Reset()

步骤2：游戏界面

defready_window(self):

whileTrue:

foreventinpygame.event.get():

ifevent.type==pygame.QUIT:

quit()

ifevent.type==pygame.KEYDOWNandevent.key==pygame.K_b:

return

screen.blit(background,(0,0))

screen.blit(title,((width/2)-89,60))

screen.blit(ready,((width/2)-98,150))

screen.blit(tutorial,((width/2)-57,230))

birdClass.draw_bird((width/2)-57,26)

pygame.display.update()

clock.tick(FPS)

6系统测试

在游戏设计与实现完成之后，根据需求分析，设计测试用例，测试用例如下

：

6.1小鸟移动功能测试

主要测试小鸟移动功能能否如预期实现，如表6-1所示。

表6-1小鸟移动功能测试用例

测试用例编号Test01

测试项目小鸟移动功能测试

测试内容小鸟移动

前提条件游戏启动成功

1、运行程序

测试步骤2、开始游戏

3、点击空格键

预期结果小鸟移动成功

28

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测试结果和结论小鸟移动成功

6.2管道绘制功能测试

主要测试管道绘制功能能否如预期实现，如表6-2、6-3、6-4、6-5所示。

表6-2绘制管道功能测试用例

测试用例编号Test02

测试项目管道绘制功能测试

测试内容绘制管道

前提条件游戏启动成功

1、运行程序

测试步骤2、游戏运行

3、出现管道

预期结果成功绘制管道

测试结果和结论成功绘制管道

表6-3添加管道功能测试用例

测试用例编号Test03

测试项目添加管道功能测试

测试内容添加管道

前提条件游戏启动成功

1、运行程序

测试步骤2、游戏运行

3、管道不断添加

预期结果管道成功添加

测试结果和结论管道成功添加

表6-4删除管道功能测试用例

测试用例编号Test04

测试项目删除管道功能测试

测试内容删除管道

前提条件游戏启动成功

测试步骤1、运行程序

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2、游戏运行

3、删除管道

预期结果管道成功删除

测试结果和结论管道成功删除

表6-5移动管道功能测试用例

测试用例编号Test05

测试项目移动管道功能测试

测试内容移动管道

前提条件游戏启动成功

1、运行程序

测试步骤2、游戏运行

3、管道自右往左移动

预期结果管道自右往左移动

测试结果和结论管道自右往左移动

6.3碰撞功能测试

主要测试碰撞功能能否如预期实现，如表6-6、6-7、6-8所示。

表6-6碰撞天花板功能测试用例

测试用例编号Test06

测试项目碰撞天花板功能测试