#python #python-turtle
#python #python-черепаха
Вопрос:
Моя игра стала слишком медленной после того, как я создал код в комментариях #sensors (см. Код ниже, в его циклах for много итераций). Я создал элементы управления для перемещения красной точки человеком, но предполагается, что в игру можно играть самостоятельно, с помощью компьютера.
Мой вопрос:
- Мой macbook pro 15 «от 2015 слишком медленный (будет ли этот код работать с другим компьютером)? или
- Язык Python слишком медленный (будет ли этот код работать с другим языком)? или
- Является ли модуль Python (turtle) неправильным для такого рода задач? или
- Мой код просто ужасен (он не будет работать ни с одним языком, ни с любым компьютером)?
или что-то еще?
Это мой код:
import turtle
import math
#Set up screen
wn = turtle.Screen()
wn.bgcolor("lightyellow")
score = 0
#Draw border
mypen = turtle.Turtle()
mypen.penup()
mypen.setposition(-300, -300)
mypen.speed(0)
mypen.pendown()
mypen.pensize(3)
for side in range(4):
mypen.forward(600)
mypen.left(90)
mypen.hideturtle()
#Draw obstacle
myObstacle = turtle.Turtle()
myObstacle.penup()
myObstacle.setposition(-150, -150)
myObstacle.speed(0)
myObstacle.pendown()
myObstacle.pensize(3)
for side in range(4):
myObstacle.forward(300)
myObstacle.left(90)
myObstacle.hideturtle()
#Create player turtle
player = turtle.Turtle()
player.penup()
player.speed(0)
player.setposition(-200, -200)
player.color("red")
player.shape("circle")
#Set speed variable
speed = 1
#define functions
def turnleft():
player.left(30)
def turnright():
player.right(30)
def increasespeed():
global speed
speed = 1
def decreasespeed():
global speed
if speed > 1:
speed -= 1
#Set keyboard bindings
turtle.listen()
turtle.onkey(turnleft, "Left")
turtle.onkey(turnright, "Right")
turtle.onkey(increasespeed, "Up")
turtle.onkey(decreasespeed, "Down")
#bounderies
def merge(list1, list2):
merged_list = [(list1[i], list2[i]) for i in range(0, len(list1))]
return merged_list
bounderies = merge([-300] * 601, list(range(-300,301)))
bounderies.extend(merge([300] * 601, list(range(-300,301))))
bounderies.extend(merge(list(range(-300,301)), [-300] * 601))
bounderies.extend(merge(list(range(-300,301)), [300] * 601))
bounderies.extend(merge([-150] * 301, list(range(-150,151))))
bounderies.extend(merge([150] * 301, list(range(-150,151))))
bounderies.extend(merge(list(range(-150,151)), [-150] * 301))
bounderies.extend(merge(list(range(-150,151)), [150] * 301))
def scoreset():
global score
score = 1
scorestring = "Score: %s" %score
mypen.undo()
mypen.penup()
mypen.setposition(-340, 310)
mypen.pendown()
mypen.color("green")
mypen.write(scorestring, False, align = "left", font=("ariel", 16, "bold"))
#sensors
def forwardDistance():
forwardDistance = []
minForwDist = 0
tupleCoordinate = (0,0)
yCoordinate = 0
xCoordinate = 0
position = (int(player.xcor()), int(player.ycor()))
heading = player.heading()
sinus = math.sin(math.radians(heading))
cosinus = math.cos(math.radians(heading))
tangent = sinus / cosinus
for alpha in range(1000):
if (heading < 45 and heading >= 0) or (heading < 360 and heading >= 315):
xCoordinate = position[0] alpha
yCoordinate = xCoordinate * tangent (position[1] - position[0] * tangent)
tupleCoordinate = (int(xCoordinate), int(yCoordinate))
elif (heading < 315 and heading >= 225):
yCoordinate = position[1] - alpha
xCoordinate = (yCoordinate - (position[1] - position[0] * tangent)) / tangent
tupleCoordinate = (int(xCoordinate), int(yCoordinate))
elif (heading < 225 and heading >= 135):
xCoordinate = position[0] - alpha
yCoordinate = xCoordinate * tangent (position[1] - position[0] * tangent)
tupleCoordinate = (int(xCoordinate), int(yCoordinate))
elif (heading < 135 and heading >= 45):
yCoordinate = position[1] alpha
xCoordinate = (yCoordinate - (position[1] - position[0] * tangent)) / tangent
tupleCoordinate = (int(xCoordinate), int(yCoordinate))
if tupleCoordinate in bounderies:
forwardDistance.append(player.distance(tupleCoordinate))
minForwDist = min(forwardDistance)
#print("Forward distance: ", int(minForwDist))
return minForwDist
def leftDistance():
forwardDistance = []
minForwDist = 0
tupleCoordinate = (0,0)
yCoordinate = 0
xCoordinate = 0
position = (int(player.xcor()), int(player.ycor()))
if player.heading() 90 >= 360:
heading = player.heading() 90 - 360
else:
heading = player.heading() 90
sinus = math.sin(math.radians(heading))
cosinus = math.cos(math.radians(heading))
tangent = sinus / cosinus
for alpha in range(1000):
if (heading < 45 and heading >= 0) or (heading < 360 and heading >= 315):
xCoordinate = position[0] alpha
yCoordinate = xCoordinate * tangent (position[1] - position[0] * tangent)
tupleCoordinate = (int(xCoordinate), int(yCoordinate))
elif (heading < 315 and heading >= 225):
yCoordinate = position[1] - alpha
xCoordinate = (yCoordinate - (position[1] - position[0] * tangent)) / tangent
tupleCoordinate = (int(xCoordinate), int(yCoordinate))
elif (heading < 225 and heading >= 135):
xCoordinate = position[0] - alpha
yCoordinate = xCoordinate * tangent (position[1] - position[0] * tangent)
tupleCoordinate = (int(xCoordinate), int(yCoordinate))
elif (heading < 135 and heading >= 45):
yCoordinate = position[1] alpha
xCoordinate = (yCoordinate - (position[1] - position[0] * tangent)) / tangent
tupleCoordinate = (int(xCoordinate), int(yCoordinate))
if tupleCoordinate in bounderies:
forwardDistance.append(player.distance(tupleCoordinate))
minForwDist = min(forwardDistance)
#print("Left distance: ", int(minForwDist))
return minForwDist
def leftForwardDistance():
forwardDistance = []
minForwDist = 0
tupleCoordinate = (0,0)
yCoordinate = 0
xCoordinate = 0
position = (int(player.xcor()), int(player.ycor()))
if player.heading() 45 >= 360:
heading = player.heading() 45 - 360
else:
heading = player.heading() 45
sinus = math.sin(math.radians(heading))
cosinus = math.cos(math.radians(heading))
tangent = sinus / cosinus
for alpha in range(1000):
if (heading < 45 and heading >= 0) or (heading < 360 and heading >= 315):
xCoordinate = position[0] alpha
yCoordinate = xCoordinate * tangent (position[1] - position[0] * tangent)
tupleCoordinate = (int(xCoordinate), int(yCoordinate))
elif (heading < 315 and heading >= 225):
yCoordinate = position[1] - alpha
xCoordinate = (yCoordinate - (position[1] - position[0] * tangent)) / tangent
tupleCoordinate = (int(xCoordinate), int(yCoordinate))
elif (heading < 225 and heading >= 135):
xCoordinate = position[0] - alpha
yCoordinate = xCoordinate * tangent (position[1] - position[0] * tangent)
tupleCoordinate = (int(xCoordinate), int(yCoordinate))
elif (heading < 135 and heading >= 45):
yCoordinate = position[1] alpha
xCoordinate = (yCoordinate - (position[1] - position[0] * tangent)) / tangent
tupleCoordinate = (int(xCoordinate), int(yCoordinate))
if tupleCoordinate in bounderies:
forwardDistance.append(player.distance(tupleCoordinate))
minForwDist = min(forwardDistance)
#print("Left-forward distance: ", int(minForwDist))
return minForwDist
def rightDistance():
forwardDistance = []
minForwDist = 0
tupleCoordinate = (0,0)
yCoordinate = 0
xCoordinate = 0
position = (int(player.xcor()), int(player.ycor()))
if player.heading() < 90:
heading = 360 - (90 - player.heading())
else:
heading = player.heading() - 90
sinus = math.sin(math.radians(heading))
cosinus = math.cos(math.radians(heading))
tangent = sinus / cosinus
for alpha in range(1000):
if (heading < 45 and heading >= 0) or (heading < 360 and heading >= 315):
xCoordinate = position[0] alpha
yCoordinate = xCoordinate * tangent (position[1] - position[0] * tangent)
tupleCoordinate = (int(xCoordinate), int(yCoordinate))
elif (heading < 315 and heading >= 225):
yCoordinate = position[1] - alpha
xCoordinate = (yCoordinate - (position[1] - position[0] * tangent)) / tangent
tupleCoordinate = (int(xCoordinate), int(yCoordinate))
elif (heading < 225 and heading >= 135):
xCoordinate = position[0] - alpha
yCoordinate = xCoordinate * tangent (position[1] - position[0] * tangent)
tupleCoordinate = (int(xCoordinate), int(yCoordinate))
elif (heading < 135 and heading >= 45):
yCoordinate = position[1] alpha
xCoordinate = (yCoordinate - (position[1] - position[0] * tangent)) / tangent
tupleCoordinate = (int(xCoordinate), int(yCoordinate))
if tupleCoordinate in bounderies:
forwardDistance.append(player.distance(tupleCoordinate))
minForwDist = min(forwardDistance)
#print("Right distance: ", int(minForwDist))
return minForwDist
def rightForwardDistance():
forwardDistance = []
minForwDist = 0
tupleCoordinate = (0,0)
yCoordinate = 0
xCoordinate = 0
position = (int(player.xcor()), int(player.ycor()))
if player.heading() < 45:
heading = 360 - (45 - player.heading())
else:
heading = player.heading() - 45
sinus = math.sin(math.radians(heading))
cosinus = math.cos(math.radians(heading))
tangent = sinus / cosinus
for alpha in range(1000):
if (heading < 45 and heading >= 0) or (heading < 360 and heading >= 315):
xCoordinate = position[0] alpha
yCoordinate = xCoordinate * tangent (position[1] - position[0] * tangent)
tupleCoordinate = (int(xCoordinate), int(yCoordinate))
elif (heading < 315 and heading >= 225):
yCoordinate = position[1] - alpha
xCoordinate = (yCoordinate - (position[1] - position[0] * tangent)) / tangent
tupleCoordinate = (int(xCoordinate), int(yCoordinate))
elif (heading < 225 and heading >= 135):
xCoordinate = position[0] - alpha
yCoordinate = xCoordinate * tangent (position[1] - position[0] * tangent)
tupleCoordinate = (int(xCoordinate), int(yCoordinate))
elif (heading < 135 and heading >= 45):
yCoordinate = position[1] alpha
xCoordinate = (yCoordinate - (position[1] - position[0] * tangent)) / tangent
tupleCoordinate = (int(xCoordinate), int(yCoordinate))
if tupleCoordinate in bounderies:
forwardDistance.append(player.distance(tupleCoordinate))
minForwDist = min(forwardDistance)
#print("Right-forward distance: ", int(minForwDist))
return minForwDist
#finished sensors
while True:
rightForwardDistance()
rightDistance()
leftForwardDistance()
leftDistance()
forwardDistance()
sensors = {'left': leftDistance(), 'left forward': leftForwardDistance(), 'forward': forwardDistance(), 'right forward': rightForwardDistance(), 'right': rightDistance()}
changeDirectionTo = max(sensors, key=sensors.get)
player.forward(speed)
#change Direction To
if changeDirectionTo == 'left':
player.left(90)
elif changeDirectionTo == 'left forward':
player.left(45)
elif changeDirectionTo == 'right forward':
player.right(45)
elif changeDirectionTo == 'right':
player.right(90)
#when hitting the boundary
if (int(player.position()[0]),int(player.position()[1])) in bounderies:
scoreset()
if player.xcor() > 300 or player.xcor() < -300:
player.right(30)
if player.ycor() > 300 or player.ycor() < -300:
player.right(30)
if player.position() == myObstacle.position():
player.right(30)
if player.xcor() > -150 and player.xcor() < 150 and player.ycor() > -150 and player.ycor() < 150:
player.right(30)
Комментарии:
1. Я новичок в программировании, и я уверен, что есть лучшие способы сделать это, мне просто интересно, почему этот код не работает.
2. Что ж, попробуйте подумать, что
minForwDist = min(forwardDistance)нужно сделать в первую очередь и где вы должны это сделать.3. Работает ли код или нет? Насколько она медленная?
4. Да, код работает, он очень медленный, но воспроизводимый, если у вас есть крайнее терпение. Я бы сказал, что это, вероятно, 10% -20% от первоначальной скорости.
5. Также обратите внимание, что в верхней части вашего
while True:цикла вы вызываете каждую из функций distance, а затем отбрасываете их результаты. Это делает программу примерно в два раза медленнее, чем необходимо.
Ответ №1:
Я скопировал и запустил ваш код, и позвольте мне сначала ответить на вопросы:
- Нет, ваш компьютер в порядке.
- В данном случае это не должно быть проблемой.
- Я в это не верю. Проверьте документацию.
- Я бы сказал, что это можно улучшить.
Основное место, где код выполняет большую обработку, находится в wile True условии. Там вы вызываете 10 функций:
rightForwardDistance()
rightDistance()
leftForwardDistance()
leftDistance()
forwardDistance()
sensors = {'left': leftDistance(), 'left forward': leftForwardDistance(), 'forward': forwardDistance(),
'right forward': rightForwardDistance(), 'right': rightDistance()}
если у каждого из них есть цикл for с диапазоном 1000, удаление / комментирование первых 5 сделает игру немного быстрее.
rightForwardDistance()
rightDistance()
leftForwardDistance()
leftDistance()
forwardDistance()
Кроме того, код можно улучшить различными способами, например:
for alpha in range(1000):
if (heading < 45 and heading >= 0) or (heading < 360 and heading >= 315):
xCoordinate = position[0] alpha
yCoordinate = xCoordinate * tangent (position[1] - position[0] * tangent)
tupleCoordinate = (int(xCoordinate), int(yCoordinate))
elif (heading < 315 and heading >= 225):
yCoordinate = position[1] - alpha
xCoordinate = (yCoordinate - (position[1] - position[0] * tangent)) / tangent
tupleCoordinate = (int(xCoordinate), int(yCoordinate))
elif (heading < 225 and heading >= 135):
xCoordinate = position[0] - alpha
yCoordinate = xCoordinate * tangent (position[1] - position[0] * tangent)
tupleCoordinate = (int(xCoordinate), int(yCoordinate))
elif (heading < 135 and heading >= 45):
yCoordinate = position[1] alpha
xCoordinate = (yCoordinate - (position[1] - position[0] * tangent)) / tangent
tupleCoordinate = (int(xCoordinate), int(yCoordinate))
if tupleCoordinate in bounderies:
forwardDistance.append(player.distance(tupleCoordinate))
minForwDist = min(forwardDistance)
# print("Left distance: ", int(minForwDist))
Этот код повторяется 5 раз и может быть перемещен в функцию, чтобы избежать его повторения.
В коде также есть неиспользуемые переменные, которые можно удалить.
yCoordinate = 0
xCoordinate = 0
После этих изменений код будет более читаемым и немного быстрее:
import turtle
import math
# Set up screen
wn = turtle.Screen()
wn.bgcolor("lightyellow")
score = 0
# Draw border
mypen = turtle.Turtle()
mypen.penup()
mypen.setposition(-300, -300)
mypen.speed(0)
mypen.pendown()
mypen.pensize(3)
for side in range(4):
mypen.forward(600)
mypen.left(90)
mypen.hideturtle()
# Draw obstacle
myObstacle = turtle.Turtle()
myObstacle.penup()
myObstacle.setposition(-150, -150)
myObstacle.speed(0)
myObstacle.pendown()
myObstacle.pensize(3)
for side in range(4):
myObstacle.forward(300)
myObstacle.left(90)
myObstacle.hideturtle()
# Create player turtle
player = turtle.Turtle()
player.penup()
player.speed(0)
player.setposition(-200, -200)
player.color("red")
player.shape("circle")
# Set speed variable
speed = 1
# define functions
def turnleft():
player.left(30)
def turnright():
player.right(30)
def increasespeed():
global speed
speed = 1
def decreasespeed():
global speed
if speed > 1:
speed -= 1
# Set keyboard bindings
turtle.listen()
turtle.onkey(turnleft, "Left")
turtle.onkey(turnright, "Right")
turtle.onkey(increasespeed, "Up")
turtle.onkey(decreasespeed, "Down")
# bounderies
def merge(list1, list2):
merged_list = [(list1[i], list2[i]) for i in range(0, len(list1))]
return merged_list
bounderies = merge([-300] * 601, list(range(-300, 301)))
bounderies.extend(merge([300] * 601, list(range(-300, 301))))
bounderies.extend(merge(list(range(-300, 301)), [-300] * 601))
bounderies.extend(merge(list(range(-300, 301)), [300] * 601))
bounderies.extend(merge([-150] * 301, list(range(-150, 151))))
bounderies.extend(merge([150] * 301, list(range(-150, 151))))
bounderies.extend(merge(list(range(-150, 151)), [-150] * 301))
bounderies.extend(merge(list(range(-150, 151)), [150] * 301))
def scoreset():
global score
score = 1
scorestring = "Score: %s" % score
mypen.undo()
mypen.penup()
mypen.setposition(-340, 310)
mypen.pendown()
mypen.color("green")
mypen.write(scorestring, False, align="left", font=("arial", 16, "bold"))
# sensors
def forwardDistance():
position = (int(player.xcor()), int(player.ycor()))
heading = player.heading()
sinus = math.sin(math.radians(heading))
cosinus = math.cos(math.radians(heading))
tangent = sinus / cosinus
return doMath(heading, position, tangent)
def leftDistance():
position = (int(player.xcor()), int(player.ycor()))
if player.heading() 90 >= 360:
heading = player.heading() 90 - 360
else:
heading = player.heading() 90
sinus = math.sin(math.radians(heading))
cosinus = math.cos(math.radians(heading))
tangent = sinus / cosinus
return doMath(heading, position, tangent)
def leftForwardDistance():
position = (int(player.xcor()), int(player.ycor()))
if player.heading() 45 >= 360:
heading = player.heading() 45 - 360
else:
heading = player.heading() 45
sinus = math.sin(math.radians(heading))
cosinus = math.cos(math.radians(heading))
tangent = sinus / cosinus
return doMath(heading, position, tangent)
def rightDistance():
position = (int(player.xcor()), int(player.ycor()))
if player.heading() < 90:
heading = 360 - (90 - player.heading())
else:
heading = player.heading() - 90
sinus = math.sin(math.radians(heading))
cosinus = math.cos(math.radians(heading))
tangent = sinus / cosinus
return doMath(heading, position, tangent)
def rightForwardDistance():
position = (int(player.xcor()), int(player.ycor()))
if player.heading() < 45:
heading = 360 - (45 - player.heading())
else:
heading = player.heading() - 45
sinus = math.sin(math.radians(heading))
cosinus = math.cos(math.radians(heading))
tangent = sinus / cosinus
return doMath(heading, position, tangent)
def doMath(heading, position, tangent):
forwardDistance = []
minForwDist = 0
tupleCoordinate = (0, 0)
for alpha in range(1000):
if (heading < 45 and heading >= 0) or (heading < 360 and heading >= 315):
xCoordinate = position[0] alpha
yCoordinate = xCoordinate * tangent (position[1] - position[0] * tangent)
tupleCoordinate = (int(xCoordinate), int(yCoordinate))
elif (heading < 315 and heading >= 225):
yCoordinate = position[1] - alpha
xCoordinate = (yCoordinate - (position[1] - position[0] * tangent)) / tangent
tupleCoordinate = (int(xCoordinate), int(yCoordinate))
elif (heading < 225 and heading >= 135):
xCoordinate = position[0] - alpha
yCoordinate = xCoordinate * tangent (position[1] - position[0] * tangent)
tupleCoordinate = (int(xCoordinate), int(yCoordinate))
elif (heading < 135 and heading >= 45):
yCoordinate = position[1] alpha
xCoordinate = (yCoordinate - (position[1] - position[0] * tangent)) / tangent
tupleCoordinate = (int(xCoordinate), int(yCoordinate))
if tupleCoordinate in bounderies:
forwardDistance.append(player.distance(tupleCoordinate))
minForwDist = min(forwardDistance)
return minForwDist
# finished sensors
while True:
sensors = {'left': leftDistance(), 'left forward': leftForwardDistance(), 'forward': forwardDistance(),
'right forward': rightForwardDistance(), 'right': rightDistance()}
changeDirectionTo = max(sensors, key=sensors.get)
player.forward(speed)
# change Direction To
if changeDirectionTo == 'left':
player.left(90)
elif changeDirectionTo == 'left forward':
player.left(45)
elif changeDirectionTo == 'right forward':
player.right(45)
elif changeDirectionTo == 'right':
player.right(90)
# when hitting the boundary
if (int(player.position()[0]), int(player.position()[1])) in bounderies:
scoreset()
if player.xcor() > 300 or player.xcor() < -300:
player.right(30)
if player.ycor() > 300 or player.ycor() < -300:
player.right(30)
if player.position() == myObstacle.position():
player.right(30)
if player.xcor() > -150 and player.xcor() < 150 and player.ycor() > -150 and player.ycor() < 150:
player.right(30)
Комментарии:
1. Спасибо! Я постараюсь улучшить его, как вы сказали.
Ответ №2:
У вас есть довольно много мест, таких как:
if something in bounderies: ...
Проблема в том, bounderies что это список, так что поиск — это операция O (n). И поскольку это наиболее распространенный случай something not in bounderies , обычно приходится проверять весь список, чтобы убедиться, что ваших координат в нем нет.
Добавление одной строки:
...
bounderies.extend(merge(list(range(-150,151)), [-150] * 301))
bounderies.extend(merge(list(range(-150,151)), [150] * 301))
bounderies = set(bounderies) # <--
оказывается, это очень дорого — и часто! — поиск от O (n) до O (1), и на моем компьютере вся программа выполнялась примерно в 18 раз быстрее.
Есть еще много других вещей, которые вы можете сделать, чтобы сделать это быстрее, но это очень простая и эффективная оптимизация.
Комментарии:
1. Вау, теперь все работает гладко после того, как я преобразовал bounderies в set: bounderies = set(bounderies)
Ответ №3:
В вашем коде есть несколько проблем. Во-первых, это bounderies [так в оригинале] проблема с набором, которую @KirkStrauser прекрасно решает. Но проблема с sensors этим даже больше, чем предполагает @LucasBelfanti. Вместо того, чтобы выполнять математику (т. Е. геометрию) и Находить расстояние до цели, вы проверяете каждую возможную точку вдоль каждого элемента вектора, ведущего к цели. Не считая исправления геометрии, поскольку вы смотрите только по одному вектору за раз, первый перехват должен быть нужной вам точкой, и вы можете вырваться из датчика и избежать следующих 500 или около того тестов.
Если мы объединим это с использованием math.tan() вместо math.sin()/math.cos() и используем модульную арифметику для угла, для одного из ваших датчиков мы получим что-то вроде:
from math import radians, tan
def rightDistance():
minForwDist = 0
tupleCoordinate = (0, 0)
x, y = int(player.xcor()), int(player.ycor())
heading = (player.heading() - 90) % 360
tangent = tan(radians(heading))
for alpha in range(1000):
if 0 <= heading < 45 or 315 <= heading < 360:
xCoordinate = x alpha
yCoordinate = xCoordinate * tangent (y - x * tangent)
tupleCoordinate = (int(xCoordinate), int(yCoordinate))
elif 225 <= heading < 315:
yCoordinate = y - alpha
xCoordinate = (yCoordinate - (y - x * tangent)) / tangent
tupleCoordinate = (int(xCoordinate), int(yCoordinate))
elif 135 <= heading < 225:
xCoordinate = x - alpha
yCoordinate = xCoordinate * tangent (y - x * tangent)
tupleCoordinate = (int(xCoordinate), int(yCoordinate))
elif 45 <= heading < 135:
yCoordinate = y alpha
xCoordinate = (yCoordinate - (y - x * tangent)) / tangent
tupleCoordinate = (int(xCoordinate), int(yCoordinate))
if tupleCoordinate in boundaries:
return player.distance(tupleCoordinate)
return minForwDist