Python编程：《外星人入侵》（一）

Python编程：《外星人入侵》
Pygame是一组功能强大而有趣的的模块，可以用于管理图形、动画乃至声音，让你 能够更轻松地开发复杂的游戏。

《外星人入侵》游戏简介:

在游戏《外星人入侵》中， 玩家控制着一艘最初出现在屏幕底部中央的飞船。玩家可以使用箭头左右移动飞船，还可以使用空格键进行射击。游戏开始时，一群外星人出现在天空中，他们在屏幕中向下移动。玩家的任务时射杀这些外星人。玩家将所有外星人都消灭干净后，将出现一群新的外星人，他们移动的速度更快。只要有外星人撞到了玩家的飞船或到达了屏幕底部，玩家就损失一艘飞船。玩家损失三艘飞船后，游戏结束。

1.1 安装Pygame
本人的系统是macOS Monterey，要安装Pygame依赖的有些包，需要Home-brew。为安装Pygame依赖的库，请执行下面的命令：

(base) liuxiaowei@MacBook-Air ~ % brew install hg sdl sdl_image sdl_ttf

如果还想启用较高级的功能，如在游戏中包含声音， 可安装下面两个额外的库：

(base) liuxiaowei@MacBook-Air ~ % brew install sdl_mixer_portmidi

使用下面的命令来安装Pygame（如果你运行的是Python2.7, 请将pip3替换为pip ）：

(base) liuxiaowei@MacBook-Air ~ % pip3 install --user hg+http://bitbucker.org/pygame/pygame

启动一个Python终端会话， 并导入Pygame以检查安装是否成功（如果你运行的是Python2.7， 请将python3替换为python）：

(base) liuxiaowei@MacBook-Air ~ % python3
>>>import pygame

1.2开始游戏项目
游戏UML图如下所示：

1.2.1 创建alien_invasion.py
实现如下功能：

• 创建Pygame窗口以及响应用户输入
• 设置背景颜色
• 创建一个用于存储游戏统计信息的实例
• 创建一艘飞船，一个子弹编组和一个外星人编组
• 创建外星人群
• 监视键盘和鼠标事件

源码如下：

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 scoreboard import Scoreboard

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_settings = Settings()
    screen = pygame.display.set_mode(
        (ai_settings.screen_width, ai_settings.screen_height))

    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_settings)

    # 创建一艘飞船，一个子弹编组和一个外星人编组
    ship = Ship(ai_settings, screen)
    bullets = Group()
    aliens = Group()


    # 创建一艘飞船
    ship = Ship(ai_settings, screen)

    #创建一个用于存储子弹的编组
    bullets = Group()

    # 创建外星人群
    gf.create_fleet(ai_settings, screen,  ship, aliens)

    # 创建存储游戏统计信息的实例，并创建记分牌
    # stats = GameStats(ai_settings)
    # sb = Scoreboard(ai_settings, screen, stats)



    # 开始游戏的主循环
    while True:

        gf.check_events(ai_settings, screen, ship, bullets)
        if stats.game_active:
            ship.update()
            gf.update_bullets(ai_settings, screen, ship, aliens, bullets)
            gf.update_aliens(ai_settings, stats, screen, ship, aliens, bullets)

            # bullets.update()
            # gf.update_aliens(ai_settings, ship,  aliens)
        gf.update_screen(ai_settings, screen, ship, aliens, bullets)

        # 在飞船和外星人后面重绘所有的子弹
        for bullet in bullets:
            bullet.draw_bullet()

        # 监视键盘和鼠标事件
        for event in pygame.event.get():
            if event.type == pygame.QUIT:
                sys.exit()
        # 每次循环时都重绘屏幕
        screen.fill(ai_settings.bg_color)
        ship.blitme()

        # 让最近绘制的屏幕可见
        pygame.display.flip()

run_game()

1.2.2 创建settings.py
实现功能如下：

创建名为Settings的类，用于将所有设置存储在一个地方
程序源码如下：

class Settings():
    """存储《外星人入侵》的所有设置的类"""

    def __init__(self):
        """初始化游戏的设置"""

        # 屏幕设置
        self.screen_width = 1200
        self.screen_height = 800
        self.bg_color = (230, 230, 230)

        # 飞船的设置
        self.ship_speed_factor = 1.5
        self.ship_limit = 3


        # 子弹设置
        self.bullet_speed_factor = 12
        self.bullet_width = 3
        self.bullet_height = 12
        self.bullet_color = 60, 60, 60
        self.bullets_allowed = 30000

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


        #以什么样的速度加快游戏节奏
        self.speedup_scale = 1.1
        # 加快游戏节奏的速度
        self.score_scale = 1.5
        self.initialize_dynamic_settings()




    def initialize_dynamic_settings(self):
        """初始化随游戏进行而变化的设置"""
        self.ship_speed_factor = 1.5
        self.bullet_speed_factor = 3
        self.alien_speed_factor = 1

        # fleet_direction为1表示向右； 为-1表示向左
        self.fleet_direction = 1

        # 记分
        self.alien_points = 50


    def increase_speed(self):
        """提高速度设置"""
        self.ship_speed_factor *= self.speedup_scale
        self.bullet_speed_factor *= self.speedup_scale
        self.alien_speed_factor *= self.speedup_scale


        self.alien_points = int(self.alien_points * self.score_scale)
        print(self.alien_points)

1.2.3创建ship.py
实现功能如下：

负责管理飞船的大部分行为
源码如下：

"""
处理图像用矩形代替游戏图像元素，矩形是简单的几何形状
"""
import pygame
from pygame.sprite import Sprite

class Ship(Sprite):
    """初始化飞船并设置初始位置"""
    def __init__(self, ai_settings, screen):
        """初始化飞船，并设置其起始位置"""
        super(Ship, self).__init__()

        self.screen = screen
        self.ai_settings = ai_settings
         # 加载飞船图像并获取其外接矩形, load返回surface
        self.image = pygame.image.load('images/ship.bmp')
        # rect是rectangle缩写, get_rect()获取相应的surface属性rect
        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 and self.rect.right < self.screen_rect.right:
            self.center += self.ai_settings.ship_speed_factor

        if self.moving_left and self.rect.left > 0:
            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

接下文 Python编程：《外星人入侵》（二）https://developer.aliyun.com/article/1618622