lab06

Lab 6: Исключения (события) и ловля шарика

Лаба: http://cs.mipt.ru/python/lessons/lab6.html.

В качестве ДЗ достаточно решить две задачи: одну по исключениям в Питоне и одну по событиям в Pygame.

Исключения

Задача Ex1 (Обработчик для операции Питона)

Напишите функцию, в которой бы использовалась обработка исключения. Далее приведены несколько вариантов функций на выбор (надо сделать что-то одно).

Функция flexible_get(l, i), которая позволяет получить элемент по индексу i из списка l. Если индекс выходит за пределы списка, функция должна вернуть None (а не бросить IndexError). Если же в качестве индекса передали не целое число, а флотовое, то надо вернуть элемент по округлённому индексу (а не выбросить ошибку, как обычный список Питона при флотовой индексации).

flexible_get(['a', 'b', 'c'], 0)     # a
flexible_get(['a', 'b', 'c'], 100)   #
flexible_get(['a', 'b', 'c'], 0.17)  # a

Функция unbounded_pow(base, exp), которая возводит возводит base в степень exp. Особенность unbounded_pow по сравнению с обычной питоновской pow в том, что она не должна выкидывать OverflowError: в том случае, если значение получается слишком большим, функция должна вернуть "бесконечность" float('+inf') или float('-inf') в зависимости от знака результата.¹

unbounded_pow(2, 2)          # 4
unbounded_pow(2, 10 ** 5)    # <Гигантский вывод с правильным результатом>
unbounded_pow(2.0, 10 ** 5)  # inf

Функция careless_div(a, b), которая возвращает результат деления a на b. Даже в том случае, когда её просят поделить на ноль: она не бросает ZeroDivisionError, а отдаёт "бесконечность" float('+inf') или float('-inf') в зависимости от знака делимого a. Если же оба аргумента равны нулю, то функция должна вернуть число -17.5.

careless_div(4, 2)  # 2
careless_div(5, 2)  # 2.5
careless_div(5, 0)  # inf

Функция meek_add(a, b), которая складывает числа a и b. Складывает как обычно. Но функция должна возвращать результат и в том случае, если один или два аргумента — это числа, но в виде строк. Тогда она "не обращает внимания" на типы и просто складывает аргументы как числа.

meek_add(1, 2)               # 3
meek_add(1, '2')             # 3
meek_add('1', '2')           # 3
meek_add('Hello', 'world!')  # Ошибка TypeError, потому что даже для такой add это перебор, она всё-таки хочет только "числовое"

Задача Ex2 (Обработчик для "какой-то" функции)

Дана функция f от трёх аргументов. Она "что-то" считает, возвращает одно флотовое число, но на некоторых входах может бросать ошибку ZeroDivisionError.

from math import tan

def cot(x):
    return 1 / tan(x)

def f(a, b, c):
    return (
        1 / (a - b) + 0 ** (2 * c - a) + cot(b ** 2 + c ** 2)
    )

В файле input.txt записаны тройки чисел, по тройке на строчку (когда строки с числами заканчиваются, файл сразу завершается). Числа отделены друг от друга произвольным числом пробельных символов.

Напишите программу, которая запускает функцию f для каждой тройки чисел входного файла и записывает ответы построчно в файл с именем "result.txt". При этом если возникает ошибка ZeroDivisionError, программа падать не должна, а должна записать в качестве ответа для соответствующей тройки чисел строку "ZeroDivisionError". Если же ошибки нет и всё нормально считается, то ответ перед записью в файл надо округлить до третьего знака после запятой.

Пример:

# Вход:
1 2 3
0 0 0

# Выход:
1.160
ZeroDivisionError

События Pygame

Задача Ev1 (Поймай шарик)

Упражнение из лабы: http://cs.mipt.ru/python/lessons/lab6.html#section-3.

Предлагается в качестве задачи на дом сделать первые несколько пунктов упражнения:

• Реализовать подсчёт очков (видимо, имеется в виду собственно подсчёт и отображение на экране набранного числа очков).
• Сделать шарик двигающимся со случайным отражением от стен.
• Реализовать одновременное присутствие нескольких шариков на экране.

("Читабельный код", про который также говорилось в упражнении, предполагается по умолчанию.)

Задача Ev2 (Тараканьи бега)

Реализуйте с помощью pygame соревнование по бегу между тараканами.

В начале игры есть несколько кружков, расположенных на одной прямой в левом конце поля (это тараканы). На экране есть кнопка "Пуск", при нажатии на которую начинается забег. Тараканы бегут с разной случайной скоростью. Как только тараканы пересекают финишную черту, они останавливаются. Рядом же с тем, кто первым пересечёт финиш, в конце должна появиться "корона" (чтобы было видно, кто победитель).

"Эскиз" поля для тараканьего забега перед стартом (сделано не в pygame).

Задача Ev3 (Круги на воде)

Сделайте с помощью pygame так, чтобы по клику левой кнопкой мыши на экране возникал расходящийся круг.

Круг возникает из точки в месте клика мышью и расширяется с постоянной скоростью до тех пор, пока не выйдет за пределы экрана. При клике мышью в нескольких местах экрана — в каждом возникает свой круг. Взаимодействие между кругами можно "задвинуть": будем считать, что круги друг на друга никак не влияют.

"Эскиз" поверхности воды с тремя кругами: самый большой был создан первым, а в точку возникновения самого маленького буквально только что тыкнули мышью (сделано не в pygame).

Задача Ev4 (Листья)

Осень, особенно её начало — для Маши это время ассоциируется с какой-то лёгкой, щемящей грустью. Лето осталось позади, но память о нём ещё свежа, впереди же зима — холод и серость — но до неё ещё далеко. И осенью оказываешься словно на распутье. Осень — это время расставания. Растянутого до той поры, пока на деревьях остаются листья...

Реализуйте с помощью pygame анимацию с опадающими листьями. Есть ветки, на них листья. По одному листья начинают постепенно опадать. Падают ровно сверху вних.

На экране должна присутствовать кнопка "Запуска/Паузы", при нажатии на которую процесс опадания листьев или возобновляется, или ставится на паузу (в зависимости от текущего состояния кнопки). Можно думать о кнопке так: если она нажата, то опадание "включено", если отжата — опадание "выключено" (поставлено на паузу).

Пример:

Анимация с листьями в pygame (gif).

Задача Ev5 (Brick Clicker, или "Интересные картинки")

На старых мобильных телефонах (году в 2000 с чем-то) тоже можно было играть в игры. Они были "попроще", чем сейчас, и выбор был не такой большой. Но всё равно поиграть было, во что. Возможно, самые известные "старые" игры — это Змейка и Тетрис. Но для лучшего понимания "истоков" данной задачи важно вспомнить ещё одну игру...

Это игра с платформой, которой нужно было отражать шарик и разбивать им бруски (видимо, она называется Breakout, или Arkanoid, или Brick Breaker). Таким образом, основная цель состояла в том, чтобы не пропустить шарик и избавиться им от всех брусков. Это "классический" вариант игры. По-своему хороший, однако без огонька. А вот если за брусками ещё была расположена "интересная" картинка, которую очень хотелось бы открыть, то градус игры моментально повышался...²

Реализуйте с помощью pygame игру с постепенно открывающейся картинкой! Предлагается немного упростить механику по сравнению с Arkanoid-ом и сделать следующим образом. Изначально картинка загромождена блоками. Далее случайный блок "загорается" (становится активным), и если по нему кликнуть левой кнопкой мыши, то он "пропадает" и открывается часть картинки. Блоки загораются по очереди (то есть не может быть так, что одновременно "активны" два или более блока).

Пример:

Анимация с раскрывающейся за блоками картинкой в pygame (gif).

Задача Ev6 (Свободная)

Реализуйте что-нибудь своё с помощью pygame. Единственные условия — чтобы 1) было "осмысленно", 2) что-то двигалось по экрану или "пропадало"/"появлялось" (в общем, "динамичность" в каком-то виде) и 3) использовались сигналы.

Footnotes

1. В Питоне реализована целочисленная длинная арифметика. Это значит, что целые числа представляются в Питоне как бы не как "обычные числа", а как массивы из цифр. С одной стороны, это, понятно, усложняет логику выполнения операций сложения, вычитания и т.д. 😅 С другой — целые числа в Питоне практически не ограничены по размеру, можно создать сколь угодно большое по модулю целое число. По-другому устроена работа с типом float: для чисел с плавающей точкой длинной арифметики нет, и этот тип получается ограниченным. При попытке создать флотовое число, не умещающееся в отведённый ему объём памяти, Питон выбрасывает ошибку переполнения OverflowError: 2.0 ** (2 ** 9) — ещё ОК, 2.0 ** (2 ** 10) — уже не ОК. ↩

2. Описанную игру со скрытой картинкой найти не получилось, поэтому точных ссылок нет. Но что-то такое точно было на старых телефонах) Чтобы это хоть как-то подтвердить, можно привести в пример другую игру Xonix. У неё тоже есть "более интересная" версия, называется SeXoniX (при желании можно спокойно найти)... ↩