序 FireWheel火輪手槍(零)

運用 Python 程式語言自行設計一款單人遊戲 —火輪手槍，介紹 Python 程式語言與 Scratch 的不同，並說明如何利用幾何、三角函數等數學原理解決遊戲中的實際問題，再以程式語言實踐。
本系列之目標讀者為無程式基礎的人。
遊戲專案連結

目錄

• 序

碰撞檢測:

• 圓形對圓形
• 矩形對矩形
• 圓形對矩形

三角函數:

• 讓我朝向60度移動吧！
• 叫那隻殭屍…給我滾開！！
• 不～～為什麼它的槍一直瞄準我啦！
• 把手槍變成三角形

FireWheel火輪手槍

FireWheel火輪手槍是我在寒假時製作的一個遊戲專案，當時是將它作為一個休閒來做。在寒假的時候我們在進行科展，當一天研究結束後，我就拿這個專案出來做，一做就又是好幾個小時。
這個遊戲對我的特別意義在於，這不是我第一次設計它，其實在我國一，還在使用Scratch時，我就曾經製作過。

遊戲說明

火輪手槍是一個戰鬥遊戲，玩家在一個迷宮中，四面八方會出現怪物來攻擊你，你只能靠著身邊的一把手槍來生存下去。
這個遊戲最特別的就在於我獨創的「火輪」，這把火輪手槍會繞在你身邊，當你按下發射鍵時會停下，開始左右搖擺，鬆開後就會發射出子彈。
新手遇到這樣的操作多半是很不習慣，因為這很難瞄準，必須花很多心思在看那把槍的旋轉；但是當你操作順手之後，你就會愛上它，因為這很有挑戰性，相較於普通的滑鼠瞄準或者是朝向正前方，火輪更能突顯出玩家的技巧，因此更有成就感。

操作說明：

• 使用WSAD移動
• 使用空白鍵發射
• 使用JKL選取道具 （道具功能僅Beta版）

成果預覽

淺談遊戲設計

這個遊戲是使用Python製作，Python是一門優秀的程式語言，很好學、語法簡單，我在去年暑假時接觸它，花了許多時間學習，到了今年寒假時，已經可以熟練的用它來開發專案。當時寒假無聊，沒事時就做火輪手槍當娛樂。
那在後續的文章中，我會逐步介紹碰撞檢測、三角函數這兩個主題

從scratch 到 Python

我的程式生涯是Scratch起家的，或許有人不承認Scratch是一門程式語言，但對我而言，是啟發我電腦研究生涯的重要推手。
在前面提到過，我曾經用Scratch開發過火輪手槍，但後期因為效能低落與程式架構維護不彰而停止開發。

Scratch 的優缺點

簡單。使用Scratch開發真的是簡單到不行，老實說在我用Scratch開發的時期，我根本很少去查資料，為什麼？

所有資料都在裡面了，還要查什麼？

中文界面的Scratch編輯器，讓小學的我也能輕易理解，再加上一點的嘗試，很快就能完成一點皮毛。
以下列舉一些Scratch的優缺點

優點

• 簡單好用的碰撞檢測
• 將常用的幾何數學（如三角函數、畢氏定理）處理好
• 可一邊修改程式一邊執行
• 容易學

缺點

• 糟糕的自訂函數功能（可輸入參數，但沒辦法得到回傳值）
• 分身一建立就回不來了（無法存取分身）
• 沒有物件導向
• 效能低落（當你的分身數到幾百個時，你就知道）
• 無法掌控的異步處理

雖然對我而言，Scratch非常的不便，但是它的設計初衷本來就是為了小朋友而設計，我所需要的那些功能已經不是它應該提供的了。因此在一年級的下學期，我就非常的積極想要學習更專業的程式語言，最後便選中了簡單易學的Python。

那今天，我會將開發火輪手槍的過程中遇到的兩個問題挑出來講，分別是 碰撞檢測，及 三角函數。

Python 不「歹算」

Python是我第一門真正學會的程式語言。對我而言，Python是非常平易近人的，在學習Python之前，我其實想要學習的是 Java ，Java應該算是平常人比較常聽到的東西，因為打遊戲常常要裝。（誤）
當時曾經為了學Java買了一本書，很認真的讀，只是都沒有乖乖的做練習，只想要知道更多東西，後來沒學成，又繼續寫Scratch一個學期。
後來到了升二年級暑假前，剛好聽朋友提到Python，於是上網去試試看，一試不得了，整個開發環境、語法都非常的平易近人，花了兩天的時間就弄出了GUI來，（當然那時候根本只是照抄）。

所以在二年級，我幾乎寫的都是Python，我也強力推薦對程式有興趣的朋友以Python開始，Python 真的 不 「歹算」。

物件導向基礎

電腦程式設計有許多種專家在研究多年所產生「編程範式」，你的程式符合編程範式，可以讓你的專案用更好的方式開發、或者讓日後容易維護、以及程式碼更容易閱讀。
有名的編程範式有：函數式程式設計、物件導向程式設計等等。在當代，物件導向程式設計最受推崇，不少資訊課程一定會教到，出去工作參與他人專案也幾乎都會遇到。

物件導向程式設計的核心概念是：物件是程式的基本單位，將程式的執行過程視為一群物件的交流過程。

使用物件導向來開發專案的好處是易於維護，物件導向的特性可以將代碼重用，事後修改也較輕鬆。那在我這個專案也不例外。

接下來我會介紹物件導向中的「類與物件」，這只是物件導向的基礎，至於物件導向的詳細知識由於相當複雜，而且我也不敢保證自己完全理解，所以我就不在這次說明。

Class (類) 以及 Object (物件)

在剛剛提到，物件導向中的程式是由一群物件建構起來的，那該如何創造一個「物件」呢？

答案是定義Class。Class，也就是類別，你可以將它視為物件的模板，在Class中你定義每個物件有著什麼屬性，會做什麼行為，然後你再建立此Class的實例，根據你給予的資料，就會產生不一樣的物件。

舉例我們要建立一群殭屍，那這些殭屍或許每一隻的顏色不一樣，座標不一樣，但是它們的行為模式是一致的，這些殭屍就是我們產生的「物件」，而定義我們殭屍物件該如何行動的則是殭屍「類別」。

屬性 與 行為

屬性是一個物件所帶有的資料，以殭屍為例會有座標、顏色、移動速度、血量等屬性，這些屬性有些是數字，有些是字串，有些甚至是別的物件；行為則是一個物件的行為，多半是一個函數，例如殭屍會移動、會死掉。

屬性和行為的區分大多是明顯的，且在定義方式就有所不同。但是在某些語言例如Javascript，就直接將行為作為屬性。

一個殭屍物件可能包含的屬性有：x, y座標、顏色、移動速度、血量等等，那它可能包含的行為有：靠近玩家、…抱歉殭屍這個類別它的行為真的很少。

要存取物件的屬性或方法就是使用 . ，沒錯就是英文的句點，假如說你有一個Zombie的物件名叫my_zombie，你要讓它向玩家靠近，就使用 my_zombie.near()，如果你想存取它的座標，你就使用 my_zombie.x my_zombie.y

參考自己 —self

當我們在定義類別時，需要取得自己的屬性或方法，這時候無須再傳一個參數到函數中，在Python中，只要用 self 就可以存取自己的屬性了。

假如今天這個函數是殭屍的物件方法，那self就會是存取殭屍的屬性；如果今天是玩家呼叫這個函數，那self就會存取玩家的屬性。有了self，我們就可以操作自己的屬性，而無須再多傳送自己進去。

而呼叫自己的函數，在函數的最前面需要加上self參數。例如：殭屍要讓自己靠近玩家，self.near()

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class Zombie:
    def __init__(self):
        self.x = 0
        self.y = 0
        self.color = (180, 65, 120)
        self.speed = 5
        self.blood = 1
        
    def near(self):
        #靠近目標

而透過此類別產生物件則是：

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zombie = Zombie()
zombie.near()