外星人入侵（python）

前言

代码来源《python编程从入门到实践》Eric Matthes 署 袁国忠 译

使用软件：PyCharm Community Editor 2022

目的：记录一下按照书上敲的代码

alien_invasion.py

游戏的一些初始化设置，调用已经封装好的函数方法，一个函数的调用实现一个游戏的部分。

import sys
import pygame
from settings import Settings
from ship import Ship
import game_functions as gf
from pygame.sprite import Group
from alien import Alien
from game_stats import  GameStats


def run_game():
    # 初始化游戏并创建一个屏幕对象
    pygame.init()
    ai_settigns = Settings()
    # 里面是一个元组
    screen = pygame.display.set_mode((ai_settigns.screen_width, ai_settigns.screen_height))
    # 窗口尺寸，宽高
    # screen=pygame.display.set_mode((1200,800))
    # 窗口标题
    pygame.display.set_caption("Alien Invasion")
    #创建一个用于存储游戏统计信息的实例
    stats=GameStats(ai_settigns)

    # 设置背景色
    # bg_color=(230,230,230)
    # 创建一艘飞船、一个子弹编组和一个外星人编组
    ship = Ship(ai_settigns, screen)
    # 创建一个用于存储子弹的编组
    bullets = Group()
    # 创建一个外星人
    # alien=Alien(ai_settigns,screen)
    aliens = Group()
    # 创建外星人群
    gf.create_fleet(ai_settigns, screen, ship, aliens)

    # 开始游戏的主循环
    while True:
        gf.check_events(ai_settigns, screen, ship, bullets)
        if stats.game_active:
            ship.update()
            gf.update_bullets(ai_settigns, screen, ship, aliens, bullets)
            gf.update_aliens(ai_settigns,stats,screen,ship, aliens,bullets)
        # print(len(bullets))

        gf.update_screen(ai_settigns, screen, ship, aliens, bullets)
        # 监视键盘和鼠标事件
        # for event in pygame.event.get():
        #     if event.type==pygame.QUIT:
        #         sys.exit()
        # 每次循环都重绘屏幕
        # screen.fill(bg_color)
        # screen.fill(ai_settigns.gb_color)
        # ship.blitme()
        # 让最近绘制的屏幕可见
        # pygame.display.flip()


run_game()

game_functions.py

游戏主体，具体功能的实现被封装在里面，按下按键、松开按键的响应，界面的更新、子弹的发射、外星人和飞船之间碰撞的检查等等。

import sys
import pygame
from bullet import Bullet
from alien import Alien
from time import sleep


def check_keydown_events(event, ai_settings, screen, ship, bullets):
    # 响应按键
    if event.key == pygame.K_RIGHT:
        ship.moving_right = True
    elif event.key == pygame.K_LEFT:
        ship.moving_left = True
    elif event.key == pygame.K_SPACE:
        fire_bullet(ai_settings, screen, ship, bullets)
    # 按下键盘上的q键同样关闭游戏界面(需要是英文状态下)
    elif event.key == pygame.K_q:
        sys.exit()


def check_keyup_events(event, ship):
    # 响应松开
    if event.key == pygame.K_RIGHT:
        ship.moving_right = False
    elif event.key == pygame.K_LEFT:
        ship.moving_left = False


def check_events(ai_settings, screen, ship, bullets):
    # 响应按键和鼠标事件
    for event in pygame.event.get():
        if event.type == pygame.QUIT:
            sys.exit()

        elif event.type == pygame.KEYDOWN:
            # if event.key == pygame.K_RIGHT:
            #     ship.moving_right = True
            # elif event.key == pygame.K_LEFT:
            #     ship.moving_left = True
            check_keydown_events(event, ai_settings, screen, ship, bullets)
        elif event.type == pygame.KEYUP:
            # if event.key == pygame.K_RIGHT:
            #     ship.moving_right = False
            # elif event.key == pygame.K_LEFT:
            #     ship.moving_left = False
            check_keyup_events(event, ship)


def update_screen(ai_settings, screen, ship, aliens, bullets):
    # 更新屏幕上的图像，并切换到新屏幕
    # 每次循环时都重绘屏幕
    screen.fill(ai_settings.gb_color)
    # 在飞船和外星人后面重绘所有子弹
    for bullet in bullets.sprites():
        bullet.draw_bullet()
    ship.blitme()
    aliens.draw(screen)
    # 让最近绘制的屏幕可见
    pygame.display.flip()


def update_bullets(ai_settings, screen, ship, aliens, bullets):
    # 更新子弹的位置，并删除已经消失的子弹
    # 更新子弹的位置
    bullets.update()

    # 删除已经消失的子弹
    for bullet in bullets.copy():
        if bullet.rect.bottom <= 0:
            bullets.remove(bullet)

    # 检查是否有子弹击中了外星人
    # 如果是这样，就删除相应的子弹和外星人
    check_bullet_alien_collision(ai_settings, screen, ship, aliens, bullets)


def check_bullet_alien_collision(ai_settings, screen, ship, aliens, bullets):
    # 响应子弹和外星人的碰撞
    # 删除发生碰撞的子弹和外星人
    collisions = pygame.sprite.groupcollide(bullets, aliens, True, True)
    if len(aliens) == 0:
        # 删除现有的子弹并新建一群外星人
        bullets.empty()
        create_fleet(ai_settings, screen, ship, aliens)


def fire_bullet(ai_settings, screen, ship, bullets):
    # 如果还没有到达限制，就发射一颗子弹
    # 创建一颗子弹,并将其加入到编组bullets中
    if len(bullets) < ai_settings.bullets_allowed:
        new_bullet = Bullet(ai_settings, screen, ship)
        bullets.add(new_bullet)


def create_fleet(ai_settings, screen, ship, aliens):
    # 创建一个外星人群
    # 创建一个外星人，并计算每行可容纳多少个外星人
    alien = Alien(ai_settings, screen)
    number_aliens_x = get_number_aliens_x(ai_settings, alien.rect.width)
    number_rows = get_number_rows(ai_settings, ship.rect.height, alien.rect.height)

    # 创建外星人群
    for row_number in range(number_rows):
        for alien_number in range(number_aliens_x):
            # 创建一个外星人并将其加入当前行
            create_alien(ai_settings, screen, aliens, alien_number, row_number)


def get_number_aliens_x(ai_settings, alien_width):
    # 计算每行可容纳多少个外星人
    available_space_x = ai_settings.screen_width - 2 * alien_width
    number_aliens_x = int(available_space_x / (2 * alien_width))
    return number_aliens_x


def create_alien(ai_settings, screen, aliens, alien_number, row_number):
    # 创建一个外星人并将其放在当前行
    # 外星人间距为外星人的宽度
    alien = Alien(ai_settings, screen)
    alien_width = alien.rect.width
    alien.x = alien_width + 2 * alien_width * alien_number
    alien.rect.x = alien.x
    alien.rect.y = alien.rect.height + 2 * alien.rect.height * row_number
    aliens.add(alien)


def get_number_rows(ai_settings, ship_height, alien_height):
    # 计算屏幕可容纳多少行外星人
    available_space_y = (ai_settings.screen_height - (3 * alien_height) - ship_height)
    number_rows = int(available_space_y / (2 * alien_height))
    return number_rows


def update_aliens(ai_settings, stats, screen, ship, aliens, bullets):
    # 检查是否有外星人位于屏幕边缘，更新外星人群中所有外星人的位置
    check_fleet_edges(ai_settings, aliens)
    aliens.update()

    # 检测外星人和飞船之间的碰撞
    if pygame.sprite.spritecollideany(ship, aliens):
        print("Ship hit!!!")
        ship_hit(ai_settings, stats, screen, ship, aliens, bullets)

    # 检查是否有外星人到达屏幕底端
    check_aliens_bottom(ai_settings, stats, screen, ship, aliens, bullets)


def check_fleet_edges(ai_settings, aliens):
    # 有外星人到达边缘采取相应的措施
    for alien in aliens.sprites():
        if alien.check_edges():
            change_fleet_direction(ai_settings, aliens)
            break


def change_fleet_direction(ai_settings, aliens):
    # 将整群外星人下移，并改变他们的方向
    for alien in aliens.sprites():
        alien.rect.y += ai_settings.fleet_drop_speed
    ai_settings.fleet_direction *= -1


def ship_hit(ai_settings, stats, screen, ship, aliens, bullets):
    # 响应被外星人撞到的飞船
    if stats.ships_left > 0:
        # 将ships_letf减1
        stats.ships_left -= 1

        # 清空外星人列表和子弹列表
        aliens.empty()
        bullets.empty()

        # 创建一群新的外星人，并将飞船放到屏幕底端中央
        create_fleet(ai_settings, screen, ship, aliens)
        ship.center_ship()

        # 暂停
        sleep(0.5)
    else:
        stats.game_active = False


def check_aliens_bottom(ai_settings, stats, screen, ship, aliens, bullets):
    # 检查是否有外星人到达了屏幕底端
    screen_rect = screen.get_rect()
    for alien in aliens.sprites():
        if alien.rect.bottom >= screen_rect.bottom:
            # 向飞船被撞到一样进行处理
            ship_hit(ai_settings, stats, screen, ship, aliens, bullets)
            break

settings.py

游戏的一些初始化数据的储存，子弹的速度，大小，屏幕的大小等等。

class Settings():
    # 储存《外星人入侵》所设置的类
    def __init__(self):
        # 初始化游戏的设置
        # 屏幕设置
        self.screen_width = 1200
        self.screen_height = 800
        self.gb_color = (230, 230, 230)

        # 飞船设置
        # 位置
        self.ship_speed_factor = 1.5
        self.ship_limit = 3

        # 子弹设置(宽高，颜色)
        self.bullet_speed_factor = 1  # 速度
        self.bullet_width = 3  # 宽度
        self.bullet_height = 15  # 高度
        self.bullet_color = 60, 60, 60  # 颜色
        self.bullets_allowed = 3

        # 外星人设置
        self.alien_speed_factor = 1
        self.fleet_drop_speed = 10
        # fleet_direction为1表示向右移，为-1表示向左移
        self.fleet_direction = 1

ship.py

飞船的初始化信息（在屏幕上面显示的位置）和移动。

import pygame


class Ship():

    def __init__(self, ai_settings, screen):
        # 初始化飞船并设置其初始位置
        self.screen = screen
        self.ai_settings = ai_settings
        # 加载飞船图像并获取外接矩形
        self.image = pygame.image.load('images/ship.png')
        self.rect = self.image.get_rect()
        self.screen_rect = screen.get_rect()
        # 将每艘新飞船放在屏幕底部中央
        self.rect.centerx = self.screen_rect.centerx
        self.rect.bottom = self.screen_rect.bottom
        # 在飞船的属性center中存储小数值
        self.center = float(self.rect.centerx)

        # 移动标志
        self.moving_right = False
        self.moving_left = False

    def update(self):
        # 根据移动标志调整飞船的位置
        # 更新飞船的center值，而不是rect
        # if self.moving_right:
        # 增加不能越界的条件
        if self.moving_right and self.rect.right < self.screen_rect.right:
            # self.rect.centerx += 1
            self.center += self.ai_settings.ship_speed_factor
        # elif self.moving_left:
        if self.moving_left and self.rect.left > 0:
            # self.rect.centerx -= 1
            self.center -= self.ai_settings.ship_speed_factor

        # 根据self.center更新rect对象
        self.rect.centerx = self.center

    def blitme(self):
        # 在指定位置绘制飞船
        self.screen.blit(self.image, self.rect)

    def center_ship(self):
        # 让飞船在屏幕上居中
        self.center = self.screen_rect.centerx

alien.py

外星人的初始信息（在屏幕上面显示的位置）和移动。

import pygame
from pygame.sprite import Sprite


class Alien(Sprite):
    # 表示单个外星人的类

    def __init__(self, ai_settings, screen):
        # 初始化外星人并设置起始位置
        super(Alien, self).__init__()
        self.screen = screen
        self.ai_settins = ai_settings

        # 加载外星人图像，并设置其rect属性
        self.image = pygame.image.load('images/alien.png')
        self.rect = self.image.get_rect()

        # 每个外星人最初都在屏幕左上角附近
        self.rect.x = self.rect.width
        self.rect.y = self.rect.height

        # 存储外星人的准确位置
        self.x = float(self.rect.x)

    def blitme(self):
        # 在指定位置绘制外星人
        self.screen.blit(self.image, self.rect)

    def update(self):
        # 向右、左移动外星人
        # self.x += self.ai_settins.alien_speed_factor
        self.x += (self.ai_settins.alien_speed_factor * self.ai_settins.fleet_direction)
        self.rect.x = self.x

    def check_edges(self):
        # 如果外星人位于屏幕边缘，就返回True
        screen_rect = self.screen.get_rect()
        if self.rect.right >= screen_rect.right:
            return True
        elif self.rect.left <= 0:
            return True

bullet.py

子弹的显示和移动。

import pygame
from pygame.sprite import Sprite


class Bullet(Sprite):
    # 一个对飞船发射的子弹进行管理的类

    def __init__(self, ai_settings, screen, ship):
        # 在飞船所处的位置创建一个子弹对象
        super(Bullet, self).__init__()
        self.screen = screen

        # 在(0,0)处创建一个表示子弹的矩形，在设置正确的位置
        self.rect = pygame.Rect(0, 0, ai_settings.bullet_width, ai_settings.bullet_height)
        self.rect.centerx = ship.rect.centerx
        self.rect.top = ship.rect.top

        # 存储用小数表示的子弹位置
        self.y = float(self.rect.y)
        self.color = ai_settings.bullet_color
        self.speed_factor = ai_settings.bullet_speed_factor

    def update(self):
        # 向上移动子弹
        # 更新表示子弹位置的小数值
        self.y -= self.speed_factor
        # 更新表示子弹的rect的位置
        self.rect.y = self.y

    def draw_bullet(self):
        # 在屏幕上绘制子弹
        pygame.draw.rect(self.screen, self.color, self.rect)

game_stats.py

游戏是否结束，统计游戏运行期间的变化。

class GameStats():
    # 跟踪游戏的统计信息

    def __init__(self, ai_settings):
        # 初始化统计信息
        self.ai_settings = ai_settings
        self.reset_stats()
        # 游戏刚启动时处于活动状态
        self.game_active=True

    def reset_stats(self):
        # 初始化在游戏运行期间可能变化的统计信息
        self.ships_left = self.ai_settings.ship_limit

我们的飞船和下面的飞船相撞或者撞到下面的墙都会输出："Ship hit!!!"

图片可以自己去找，如果想修改图片可以运用电脑的"画图"工具来实现。

总结

主要是记录一下这个，毕竟敲了这么久了，不过还是要理解。

整个游戏的结构还是是否清晰的，游戏的流程储存在alien_invasion中，为了让程序的可读性更好，把功能封装成对应的函数，把这些函数全部储存到game_functions中，把游戏需要初始化的数据（子弹的大小，颜色，速度等等）全部储存到settings中，ship是对飞船的抽象表示，alien是对外星人的抽象表示，bullet是对子弹的抽象表示，最后用game_stats来记录整个游戏。