我們將要建立一個簡化了的電子寵物程序，正如前面所說的一樣，這是一種仿真。你可以購買電子寵物玩具（比如有一個小屏幕的鑰匙鏈），下載電子寵物軟件，還有一些網站（如 Neopets 和 Webkinz），就採用了電子寵物的形式。當然，所有這些也都是仿真。它們會模仿一些真實動物的行為，會餓，會感到孤單，會覺得累。要讓它們快樂健康，你必須給它們餵食，和它們玩，還要帶它們看病。
我們的電子寵物會簡單得多，與你購買或在線玩的電子寵物相比沒有那麼真實，因為我只是想讓你有一些基本認識，而且我不希望代碼太過複雜。不過你可以在這個簡化版本的基礎上，根據你的想法進行擴展或改進。
我們的程序要具備以下特性。
對這個寵物可以有 4 種活動：給它餵食、帶它散步、和它玩或者帶它看病。
可以監測這個寵物的 3 種統計信息：飢餓感、快樂度和健康度。
寵物可以醒著或者睡覺。
飢餓感會隨時間增加。可以通過餵食減少飢餓感。
寵物睡覺時飢餓感的增加會減慢。
如果寵物在睡覺，你做任何活動都會讓它醒過來。
如果寵物太餓了，它的快樂度會減少。
如果寵物實在太餓了，它的健康度會減少。
帶寵物散步會同時增加它的快樂度和健康度。
與寵物玩會讓它的快樂度增加。
帶寵物看病會讓它的健康度增加。
寵物有 6 個不同的圖片：
一個睡覺的圖片；
一個醒著但什麼也不做的圖片；
一個散步的圖片；
一個玩耍的圖片；
一個進食的圖片；
一個看病的圖片。
圖片可以使用一些簡單的動畫。後面幾節我們將看到如何把所有這些整合在一起構成一個程序。
GUI
卡特和我為我們的電子寵物程序創建了一個 PyQt GUI。其中有一些按鈕（實際上是工具條上的圖標）用來完成活動，還有一些進度條顯示重要的統計信息。另外還留有一個位置顯示寵物的圖片（寵物正在做什麼）。
注意，窗口的標題欄上寫著 Virtual Pet（虛擬寵物）。怎麼設置窗口標題呢？在 Qt Designer 應用中新建一個窗口，然後在對像檢查器中點擊 MainWindow 對象。之後，在屬性編輯器中找到 windowTitle 屬性，將它改為 Virtual Pet（或者你想在標題欄中顯示的任意文字）。
用來控制寵物活動的一組按鈕是 PyQt 中一種叫做工具欄（Toolbar）的組件。工具欄和菜單欄一樣也有行為，但不同之處在於，工具欄中的每個行為都有一個與之關聯的圖標。
要添加一個工具欄，右鍵點擊主窗口，然後選擇 Add Toolbar（添加工具欄）。這會在窗口頂部創建一個非常小的工具欄。在對像檢查器中找到工具欄，點擊它。然後在屬性編輯器中找到 minimumSize 屬性，將它的寬設為 100，高設為 50。
要將行為（圖標）添加到工具欄上，點擊 Qt Designer 右下角的 Action Editor（行為編輯器）標籤。在 Action Editor 面板中任意位置點擊右鍵，然後選擇 New（新建）。你會看到一個用來添加新行為的對話框。你唯一需要輸入的是 Text，Qt Designer 會自動填寫對像名稱。然後在中間找到三個點（...）的小按鈕，點擊右邊的向下箭頭，選擇 Choose File，接著選擇你想在工具欄按鈕上使用的圖片文件。
要在工具欄中添加新圖標還有最後一步要做。一旦你創建了新的行為，就能在 Action Editor 的列表中看到它。現在你需要將它拖到工具欄上。當你拖過來時，你為新行為選擇的圖像將會作為工具欄的新圖標出現。Qt Designer 會自動縮放圖片以適應工具欄的大小。
血量是名為 Progress Bar（進度條）的組件類型。主圖像是一個 Push Button（我們之前用過），通過設置它的屬性，可以讓它看起來不像普通的按鈕，而是顯示一幅圖像。
窗口中其餘部分的文本是 Label 組件。
你可以像這樣使用 PyQt Designer 創建一個 GUI。你也可以（從示例文件夾中）將我們創建好的 GUI 加載到 Qt Desinger 中，以檢查這些組件和它們的屬性。
算法
要為電子寵物程序寫代碼，需要更明確地瞭解寵物的行為。以下是我們要使用的算法。
我們把寵物的一「天」分為 60 個部分，每一部分稱為一個「滴答」。每個滴答的實際時間是 5 秒鐘，所以寵物的「一天」就是我們實際時間的 5 分鐘。
寵物在 48 個滴答中都醒著，然後它想睡 12 個滴答。你可以把它叫醒，不過這樣會讓它很不高興！
飢餓感、快樂度和健康度的範圍都是 0 到 8。
醒著時，飢餓感每個滴答會增加 1 個單位，快樂度每 2 個滴答減少 1 個單位（除非在散步或者玩）。
睡覺時，飢餓感每 3 個滴答增加 1 個單位。
進食時，飢餓感每個滴答減少 2 個單位。
玩時，快樂度每個滴答增加 1 個單位。
散步時，快樂度和健康度每 2 個滴答增加 1 個單位。
看病時，健康度每個滴答增加 1 個單位。
如果飢餓感達到 7，健康度每 2 個滴答減少 1 個單位。
如果飢餓感達到 8，健康度每個滴答減少 1 個單位。
如果睡覺時被叫醒，快樂度減少 4 個單位。
如果程序不在運行，寵物可能醒著（什麼也不做），也可能在睡覺。
程序重啟時，我們會統計過去了多少滴答，並對應過去的每個滴答更新統計信息。
看起來好像規則很多，不過編寫代碼其實很容易。實際上，你可能還想增加更多的行為，讓它更加有趣。稍後就會給出代碼（還會做一些解釋）。
簡單動畫
並不總是需要 Pygame 才能完成動畫。我們可以在 PyQt 中通過使用定時器完成簡單的動畫。定時器每隔一段時間會創建一個事件。可以編寫一個事件處理器，在定時器到時間時讓某個事情發生。這就類似於為一個用戶動作編寫事件處理器，比如說點擊一個按鈕，只不過定時器事件是由程序（而不是用戶）生成的。定時器到時間時生成的事件類型是 timeout 事件。
我們的電子寵物 GUI 將使用兩個定時器：一個用於動畫，另一個用於滴答。動畫每半秒（0.5 秒）更新一次，滴答每 5 秒發生一次。
動畫定時器時間到時，我們會所顯示寵物的圖像。每個活動（進食、玩等）都有自己的一組圖像來實現動畫，每組圖像將存儲在一個列表中。動畫會循環顯示這個列表中的所有圖像。程序將根據正在進行的活動來確定使用哪個列表。
試一試，再試一試
這個程序中還要使用一個新內容，這稱為 try-except 塊。
如果程序要做一件事情，而且這個事情有可能導致錯誤，那麼最好提供一種辦法來收集錯誤消息並進行處理，而不是讓程序直接停止。這可以利用 try-except 塊來做到。
例如，如果想打開一個文件，但是這個文件並不存在，你就會得到一條錯誤消息。如果你沒有處理這個錯誤，程序會在這裡停止。不過，也許你想讓用戶重新輸入文件名（沒準她只是敲錯了）。利用 try-except 塊，你可以獲取到錯誤信息並繼續執行。
對於打開文件的例子，try-except 塊如下所示：
try: file = open(\"somefile.txt\", \"r\")except: print \"Couldn\'t open the file. Do you want to reenter the filename?\" 你想嘗試的部分（可能導致一個錯誤）要放在 try 塊中。在這個例子中就是嘗試打開一個文件。如果可以打開文件而不會導致錯誤，就會跳過 except 部分。
如果 try 塊中的代碼確實導致一個錯誤，就會運行 except 塊中的代碼。except 塊中的代碼告訴程序一旦出現錯誤該做些什麼。你可以這樣來考慮：
try: 做這件事 ( 不做其他事情……)except: 如果有錯誤，就做這件事 try-except 語句是 Python 處理錯誤所採用的方法，這通常稱為錯誤處理（error handling）。錯誤處理允許你編寫可能出錯的代碼（甚至是很嚴重的錯誤，倘若沒有錯誤處理，這些錯誤在正常情況下甚至會讓你的程序停止），使程序仍能繼續運行。我們不打算在這本書裡更詳細地討論錯誤處理，不過我希望你能瞭解一些基礎知識，因為在電子寵物代碼中就會看到錯誤處理。
下面來看這個代碼，見代碼清單 24-4。這裡的說明已經對大部分工作做了解釋。這個代碼有點長，所以如果你不想自己鍵入，可以在 ExamplesVirtualPet 文件夾找到這個程序（如果你運行了本書的安裝程序）。也可以從這本書的網站（www.helloworldbook2.com）下載。PyQt UI 文件和所有圖片也都已經提供。試著運行這個程序，然後再看代碼，確保你能理解它是如何工作的。
代碼清單 24-4 VirtualPet.py
sleep_test 函數使用了 PyQt 的「警告信息」對話框。一系列的參數告訴它要顯示哪些按鈕，以及哪個是默認按鈕。代碼清單 24-4 中的註釋解釋了這一點。當對話框彈出來時（你試圖叫醒你的寵物時），看起來是這樣的：
即使你不能完全讀懂這個代碼也不用擔心。如果你希望學習更多有關 PyQt 的內容，可以先看看 PyQt 網站：www.riverbankcomputing.co.uk/software/pyqt/into。
在本章中，我們只是稍稍瞭解了計算機仿真的一點皮毛，知道了模擬真實世界中一些方面的基本思想，比如重力和時間。實際上，計算機仿真在科學、工程、醫藥、金融和很多其他領域都得到了廣泛使用。其中很多仿真非常複雜，即使用最快的計算機運行也需要花費幾天甚至幾個星期。不過鑰匙鏈上的小電子寵物也是一種仿真，有時最簡單的仿真也是最有意思的。
你學到了什麼
在這一章，你學到了以下內容。
什麼是計算機仿真，為什麼使用計算機仿真。
如何模擬重力、加速度和作用力。
如何跟蹤和模擬時間。
如何使用
pickle將時間戳保存到文件。關於錯誤處理的一點知識（
try-except）。如何使用定時器生成週期性的事件。
測試題
1. 列出使用計算機仿真的 3 個原因。
2. 列出你見過或知道的 3 種計算機仿真。
3. 使用哪種對像來存儲兩個日期或時間之差？
動手試一試
1. 為 Lunar Lander 程序增加一個「脫離軌道」測試。如果飛船飛出了窗口頂邊，而且速度超過 +100m/s，就停止程序，並顯示一條消息，比如「You have escaped the moon\'s gravity. No landing today!」（你已經脫離月球重力，無法著陸！）
2. 為 Lunar Lander 用戶增加一個選項，可以在飛船著陸後繼續玩這個遊戲，而不必重啟程序。
3. 為電子寵物 GUI 增加一個 Pause 按鈕。這會讓寵物的時間停止，不論程序是否在運行。（提示：這說明可能需要在 pickle 文件中保存「暫停」狀態。）