import turtle
import random
import math
'''
初始化游戲界面大小
'''
# 游戲區(qū)域的寬度
game_wid = 600  
# 游戲區(qū)域的高度
game_hei = 400  
# 磚塊的大小，以及每一個(gè)小球初始大小
cell = 20
# 紅球初始大小
red_size = cell
# 紅色小球
red_ball = None
# 存儲(chǔ)綠色小球的列表
green_balls = []
# 存儲(chǔ)藍(lán)色小球的列表
blue_balls = []
# 紅色小球的方向 當(dāng)前方向 0 向右，90 向上 180 向左 -90 向下
dir = 0

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隨機(jī)位置計(jì)算函數(shù)
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def rand_pos():
    # 水平有 30 個(gè)單元格，垂直有 20 個(gè)單元格
    x = random.randint(-14, 14)
    y = random.randint(-9, 9)
    return x * cell, y * cell

'''
繪制一個(gè)指定填充顏色的正方形
填充顏色可以不指定
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def draw_square(color):
    if color is not None:
        # 的顏色就填充
        turtle.fillcolor(color)
        turtle.begin_fill()
    for i in range(4):
        turtle.fd(cell)
        turtle.left(90)
    if color is not None:
        turtle.end_fill()

'''
自定義畫筆形狀
name:畫筆名稱
color:可選項(xiàng)
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def custom_shape(name, size):
    turtle.begin_poly()
    turtle.penup()
    turtle.circle(size)
    turtle.end_poly()
    cs = turtle.get_poly()
    turtle.register_shape(name, cs)

'''
移到某點(diǎn)
'''
def move_pos(pen, pos):
    pen.penup()
    pen.goto(pos)
    pen.pendown()

'''
改變紅色小球 4 方向的函數(shù)，
這些函數(shù)只有當(dāng)使用者觸發(fā)按鍵后方可調(diào)用，故這些函數(shù)也稱為回調(diào)函數(shù)。
'''
def dir_right():
    global dir
    dir = 0
def dir_left():
    global dir
    dir = 180
def dir_up():
    global dir
    dir = 90
def dir_down():
    global dir
    dir = -90
   
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注冊(cè)鍵盤響應(yīng)事件，用來(lái)改變紅球的方向
'''
def register_event():
    for key, f in {"Up": dir_up, "Down": dir_down, "Left": dir_left, "Right": dir_right}.items():
        turtle.onkey(f, key)
    turtle.listen()
'''
當(dāng)紅色小球遇到墻體后，也要修改方向
'''    
def is_meet_qt():
    global dir
    if red_ball.xcor() < -220:
        dir = 0
    if red_ball.xcor() > 240:
        dir = 180
    if red_ball.ycor() > 140:
        dir = -90
    if red_ball.ycor() < -120:
        dir = 90

'''
繪制四面的墻體
'''
def draw_blocks():
    # 隱藏畫筆
    turtle.hideturtle()
    # 上下各30個(gè)單元格，左右各 20 個(gè)單元格
    for j in [30, 20, 30, 20]:
        for i in range(j):
            # 調(diào)用前面繪制正方形的函數(shù)
            draw_square('gray')
            turtle.fd(cell)
        turtle.right(90)
        turtle.fd(-cell)
    # 回到原點(diǎn)
    move_pos(turtle, (0, 0))

def init_ball(pos, color, shape):
    #  由主畫筆創(chuàng)建新畫筆
    ball = turtle.Turtle()
    ball.color(color)
    # 指定新畫筆的形狀，如果不指定，則為默認(rèn)形狀
    ball.shape(shape)
    # 移到隨機(jī)位置
    move_pos(ball, pos)
    # 移動(dòng)過(guò)程要不顯示任何軌跡
    ball.penup()
    return ball

def ran_gb_ball(balls, color):
    # 隨機(jī)創(chuàng)建藍(lán)色、綠色小球的頻率，
    # 也就是說(shuō)，不是調(diào)用此函數(shù)就一定會(huì)創(chuàng)建小球，概率大概是調(diào)用 5 次其中會(huì)有一次創(chuàng)建
    ran = random.randint(1, 5)
    # 隨機(jī)一個(gè)角度
    a = random.randint(0, 360)
    # 1/5 的概率
    if ran == 5:
        turtle.tracer(False)
        # 每一個(gè)小球就是一只畫筆
        ball = init_ball(rand_pos(), color, 'ball')
        ball.seth(a)
        # 添加到列表中
        balls.append(ball)
        turtle.tracer(True)

def gb_ball_m(balls):
    s = 20
    a = random.randint(0, 360)
    r = random.randint(0, 10)
    for b in balls:
        b.fd(s)
        if b.xcor() < -220 or b.xcor() > 240 or b.ycor() > 140 or b.ycor() < -120:
            b.goto(rand_pos())

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紅球是否碰到綠、藍(lán)球
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def r_g_b_meet():
    global red_size
    # 紅色小球的坐標(biāo)
    s_x, s_y = red_ball.pos()
    # 迭代綠色小球，藍(lán)色小球列表
    for bs in [green_balls, blue_balls]:
        for b in bs:
            # 計(jì)算藍(lán)色或綠色小球坐標(biāo)
            f_x, f_y = b.pos()
            # 計(jì)算和紅色球之間的距離
            x_ = math.fabs(s_x - f_x)
            y_ = math.fabs(s_y - f_y)
            # 碰撞距離：兩個(gè)球的半徑之和
            h = cell + red_size
            if 0 <= x_ <= h and y_ >= 0 and y_ <= h:
                if b in green_balls:
                    # 遇到綠色球紅球變大
                    red_size += 2
                if b in blue_balls:
                    # 遇到藍(lán)色球紅球變大
                    red_size -= 2
                # 關(guān)鍵代碼    
                custom_shape('red', red_size)
                return True
    return False

def ball_move():
    red_ball.seth(dir)
    red_ball.fd(40)
    # 檢查紅球是否碰到墻體
    is_meet_qt()
    # 隨機(jī)創(chuàng)建綠色小球
    ran_gb_ball(green_balls, 'green')
    # 隨機(jī)創(chuàng)建藍(lán)色小球
    ran_gb_ball(blue_balls, 'blue')
    # 讓綠色小球移動(dòng)
    gb_ball_m(green_balls)
    # 讓藍(lán)色小球移動(dòng)
    gb_ball_m(blue_balls)
    # 檢查紅球是否碰到藍(lán)色、綠色小球
    r_g_b_meet()
    # 定時(shí)器
    turtle.ontimer(ball_move, 100)

if __name__ == "__main__":
    # 關(guān)閉動(dòng)畫效果
    turtle.tracer(False)
    # 注冊(cè)事件
    register_event()
    # 定制 2 種畫筆形狀
    for name in ['red', 'ball']:
        custom_shape(name, cell)
    # 主畫筆移動(dòng)墻體的左上角
    move_pos(turtle, (-300, 200))
    # 繪制墻體
    draw_blocks()
    red_ball = init_ball(rand_pos(), 'red', 'red')
    turtle.tracer(True)
    # 讓紅球移動(dòng)起來(lái)
    ball_move()
    #
    turtle.done()