外星人入侵游戏--python实战 （附完整代码）

一、前提准备

1. 在pycharm的project创建一个文件夹命名：alien_invasion 用来装这个项目的所有python文件

就大概是这样

3. 安装pygame ：
   https://blog.csdn.net/qq_43597899/article/details/88619736

注：如果有anaconda的话直接终端输入以下命令就可安装好
pip install -I https://pypi.douban.com/simple pygame

二、效果展示

左上角为玩家所有的存活的飞船数量，正中央的0表示最高分，右上角的0表示得分，1表示当前等级为1，点击Play游戏开始，随着关卡的提升，难度也会加强。

三、代码

alien_invasion.py

# coding=utf-8
"""使用pygame来编写游戏的基本结构"""

# 玩家退出游戏时，我们使用sys模块来退出
# import sys   在此文件中不需要导入sys，因为在game_functions使用了sys
import pygame
from settings import Settings
from ship import Ship
import game_functions as gf
from pygame.sprite import Group
from game_stats import GameStats
from button import Button
from scoreboard import Scoreboard


def run_game():
    """初始化游戏并创建一个屏幕对象"""
    pygame.init()  # 初始化背景设置

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

    pygame.display.set_caption('Alien Invasion')

    # 创建play按钮
    play_button = Button(ai_settings, screen, "Play")

    # 创建一个用于存储游戏统计信息的实例,并创建计分牌
    stats = GameStats(ai_settings)
    sb = Scoreboard(ai_settings, screen, stats)

    # 创建一艘飞船:注意，必须在while循环前面创建，以免每次循环都创建一艘飞船
    ship = Ship(ai_settings, screen)
    # 创建一个用于存储子弹的编组
    bullets = Group()
    # 创建一个空编组用于存储所有外星人
    aliens = Group()

    # 设置背景色
    bg_color = (230, 230, 230)

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

    # 开始游戏的主循环
    while True:
        gf.check_events(ai_settings, screen, stats, sb, play_button, ship, aliens, bullets, )

        if stats.game_active:
            ship.update()

            gf.update_bullets(ai_settings, screen, stats, sb, ship, aliens, bullets)

            gf.update_aliens(ai_settings, screen, stats, sb, ship, aliens, bullets)

        gf.update_screen(ai_settings, screen, stats, sb, ship, aliens, bullets, play_button)


run_game()

settings.py

# coding=utf-8

"""将所有的设置储存在同一个地方"""


class Settings():
    # 储存外星人入侵所有设置的类
    def __init__(self):
        """初始化游戏的设置"""
        # 外星人设置
        # 添加一个控制外星人速度的设置
        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

        # 添加子弹设置
        self.bullet_speed_factor = 3
        self.bullet_width = 3
        self.bullet_height = 15
        self.bullet_color = 60, 60, 60
        # 限制子弹数量6个
        self.bullets_allowed = 6

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

        # 飞船设置
        # 调整飞船的速度,将初始值1设置为1.5
        self.ship_speed_factor = 1.5
        self.ship_limit = 3

        # 以1.1倍速加快游戏节奏
        self.speedup_scale = 1.1
        # 提高外星人点数的速度
        self.score_scale = 1.5

        # 初始化随游戏进行而变化的属性
        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，fleet_direction为-1表示向左
        self.fleet_direction = 1

        # 每击落一个外星人将得到50个点
        self.alien_points = 50

    def increase_speed(self):
        """提高速度和外星人点数设置"""
        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)

game_functions.py

# coding=utf-8
import sys
from time import sleep
import pygame
from bullet import Bullet
from alien import Alien

"""重构：模块game_functions
    将管理事件的代码移到check_events()函数当中
    再将check_events()放在一个名为game_function的模块中
"""


def check_keydown_events(event, ai_settings, screen, ship, bullets):
    """响应按键"""
    if event.key == pygame.K_RIGHT:
        # 按下右键，向右移动飞船
        ship.moving_right = True
    elif event.key == pygame.K_LEFT:
        # 按下左键，向左移动飞船
        ship.moving_left = True
    elif event.key == pygame.K_SPACE:
        fire_bullet(ai_settings, screen, ship, bullets)


def fire_bullet(ai_settings, screen, ship, bullets):
    # 按下空格键，创建一颗新子弹,并将其加入到bullets中
    if len(bullets) < ai_settings.bullets_allowed:
        new_bullets = Bullet(ai_settings, screen, ship)
        bullets.add(new_bullets)


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, stats, sb, play_button, ship, aliens, bullets):
    """响应按键和鼠标事件"""
    for event in pygame.event.get():
        if event.type == pygame.QUIT:
            sys.exit()
        # 响应按键
        elif event.type == pygame.KEYDOWN:
            check_keydown_events(event, ai_settings, screen, ship, bullets)
        elif event.type == pygame.KEYUP:
            check_keyup_events(event, ship)
        elif event.type == pygame.MOUSEBUTTONDOWN:
            mouse_x, mouse_y = pygame.mouse.get_pos()
            check_play_button(ai_settings, screen, stats, sb, play_button, ship, aliens, bullets, mouse_x, mouse_y)


def check_play_button(ai_settings, screen, stats, sb, play_button, ship, aliens, bullets, mouse_x, mouse_y):
    """在玩家点击play按钮时才开始新游戏"""
    button_clicked = play_button.rect.collidepoint(mouse_x, mouse_y)
    if button_clicked and not stats.game_active:
        # 重置游戏设置,需要将发生变化了的设置重置为初始值，否则新游戏开始时，速度设置将是前一次游戏增加了的值
        ai_settings.initialize_dynamic_settings()

        # 隐藏光标
        pygame.mouse.set_visible(False)

        # 重置游戏统计信息
        stats.reset_stats()
        stats.game_active = True

        # 重置记分牌图像
        sb.prep_score()
        sb.prep_high_score()
        sb.prep_level()
        sb.prep_ships()

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

        # 创建一群新的外星人，并让飞船居中
        create_fleet(ai_settings, screen, ship, aliens)
        ship.center_ship()


def update_screen(ai_settings, screen, stats, sb, ship, aliens, bullets, play_button):
    """更新屏幕上的图像，并切换到新屏幕，每次循环都要重绘屏幕"""

    # 每次循环都重新绘屏幕,用背景色填充屏幕，这个方法只接受一个实参，一种颜色
    screen.fill(ai_settings.bg_color)

    # 在飞船和外星人后面重新绘制所有子弹
    for bullet in bullets.sprites():
        bullet.draw_bullet()

    # 填充背景后，调用ship.blitem()将飞船绘制到屏幕上，确保它出现在背景前面
    ship.blitem()
    # 在屏幕上绘制编组中的每个外星人
    aliens.draw(screen)

    # 显示得分
    sb.show_score()

    # 如果游戏处于非活动状态，就绘制play按钮
    if not stats.game_active:
        play_button.draw_button()

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


def update_bullets(ai_settings, screen, stats, sb, ship, aliens, bullets):
    """更新子弹位置，并且删除已消失的子弹"""
    # 更新子弹的位置
    bullets.update()

    # 删除已经消失的子弹（不删除的话会占用内存）
    for bullet in bullets.copy():
        if bullet.rect.bottom <= 0:
            bullets.remove(bullet)

    check_bullet_alien_conllsions(ai_settings, screen, stats, sb, ship, aliens, bullets)


def check_bullet_alien_conllsions(ai_settings, screen, stats, sb, 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 collisions:
        for aliens in collisions.values():
            """将消灭的每个外星人的点数都计入得分"""
            stats.score += ai_settings.alien_points * len(aliens)
            sb.prep_score()
        check_high_score(stats, sb)

    if len(aliens) == 0:
        # 删除现有子弹并且新建一群外星人,加快游戏节奏
        bullets.empty()
        ai_settings.increase_speed()

        # 外星人都被消灭，就提高一个等级
        stats.level += 1
        sb.prep_level()

        create_fleet(ai_settings, screen, ship, aliens)


def get_number_aliens_x(ai_settings, alien_width):
    """计算每行可容纳多少个外星人"""
    # 放置外星人的水平空间为屏幕宽度减去外星人宽度的两倍（需要在屏幕两边留下一定的间距）
    available_space_x = ai_settings.screen_width - 2 * alien_width
    # 确定一行可容纳多少个外星人，用空间除以外星人宽度的两倍（为什么是两倍？因为外星人自身的宽度还要算两个外星人之间的间距，间距也算一个外星人）
    number_alien_x = int(available_space_x / (2 * alien_width))
    return number_alien_x


def get_number_rows(ai_settings, ship_height, alien_hight):
    """计算屏幕可容纳多少外星人"""

    # 可用垂直空间=屏幕高度-第一行外星人的高度，最初外星人高度，外星人间距，飞船高度
    available_space_y = (ai_settings.screen_height - (3 * alien_hight) - ship_height)
    # 可容纳的函数
    number_rows = int(available_space_y / (2 * alien_hight))
    return number_rows


def create_alien(ai_settings, screen, aliens, alien_number, row_number):
    """创建一个外星人，并将其放入当前行"""
    # 创建一个外星人，并计算一行可容纳多少个外星人
    # 外星人间距为外星人宽度
    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 create_fleet(ai_settings, screen, ship, aliens):
    """创建外星人群"""
    # 创建一个外星人，并计算一行可容纳多少个外星人
    # 外星人间距为外星人宽度
    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):
            # 创建一个外星人并且添加到当前行
            create_alien(ai_settings, screen, aliens, alien_number, row_number)


def check_fleet_edges(ai_settings, aliens):
    """确定是否有外星人位于屏幕边缘，有外星人到达边缘时采取相应措施"""
    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，并改变它们的方向"""
    for alien in aliens.sprites():
        alien.rect.y += ai_settings.fleet_drop_speed
    ai_settings.fleet_direction *= -1


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

        # 更新计分牌
        sb.prep_ships()

    else:
        stats.game_active = False
        pygame.mouse.set_visible(True)

    # 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)


def check_aliens_bottom(ai_settings, screen, stats, sb, 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:
            """像飞船被撞到一样处理"""
            ship_hit(ai_settings, screen, stats, sb, ship, aliens, bullets)
            break


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

    # 检查外星人和飞船之间的碰撞
    if pygame.sprite.spritecollideany(ship, aliens):
        ship_hit(ai_settings, screen, stats, sb, ship, aliens, bullets)

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


def check_high_score(stats, sb):
    """检查是否诞生了最高得分"""
    if stats.score > stats.high_score:
        stats.high_score = stats.score
        sb.prep_high_score()

ship.py

# coding=utf-8
import pygame
from pygame.sprite import Sprite


class Ship(Sprite):
    """控制游戏外观和飞船速度的属性"""

    def __init__(self, ai_settings, screen):
        """初始化飞船并设置初始位置"""
        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
        self.image = pygame.image.load('images/ship.bmp')
        # get_rect获取相应的surface属性rect
        self.rect = self.image.get_rect()

        """我们要将飞船放在屏幕底部中央，为此，首先将表示屏幕的矩形存储在self.screen_rect中"""
        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

        # 在飞船属性center中存储小数值,这里是因为我们在settings中将初始值1设置为1.5
        self.center = float(self.rect.centerx)

        """ 允许不断移动
            结合使用KEYDOWN和KEYUP事件，及一个名为moving_right的标志来实现持续移动
            
            飞船不动时，moving_right为False,玩家按下右箭头键时，将这个标志设置为True,玩家松开时，将这个标志设置为False------见game_function  line16-30  (左同)
            用update方法来检查标志moving_right的状态，如果这个标志为True，就调用飞船的位置
        """
        # 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,这里用两个if，而没有用elif，是因为
            如果玩家同时按下左右键，将增大center，再减少center的值，即飞船的位置保持不变
            但如果用elif，右箭头始终保持优先地位，当左移动切换到右移动时，玩家可能同时按住左右箭头键，这种情况下，前面的做法更加准确
        """
        # if限制飞船的活动范围（因为在运行游戏的时候，飞船可能飞出屏幕外）
        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 blitem(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

bullet.py

# coding=utf-8
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，再设置正确的位置
        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

        # 储存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(子弹向上移动，意味着y坐标将不断减小)
        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)

alien.py

# coding=utf-8
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_settings = ai_settings

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

        # 每个外星人最初都在屏幕左上角附近(左边距设置为外星人的宽度，上边距设置为外星人的高度)
        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 blitem(self):
        """在指定位置绘制外星人"""
        self.screen.blit(self.image, self.rect)

    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

    def update(self):
        """向右或向右移动外星人"""
        # fleet_direction为1,就将外星人当前的x坐标增大alien_speed_factor，从而外星人向右移，如果fleet_direction为-1，就将外星人当前的x坐标减去alien_speed_factor
        self.x += (self.ai_settings.alien_speed_factor *
                   self.ai_settings.fleet_direction
                   )

        # 使用self.x的值来更新rect的位置
        self.rect.x = self.x

game_stats.py

# coding=utf-8

class GameStats():
    """跟踪游戏统计信息"""

    def __init__(self, ai_settings):
        """初始化统计信息"""
        self.ai_settings = ai_settings
        self.reset_stats()

        # 让游戏一开始处于非活动状态
        self.game_active = False

        # 任何情况下都不应重置最高得分
        self.high_score = 0

        # 显示等级
        self.level = 1

    def reset_stats(self):
        """初始化在游戏运行期间可能变化的统计信息"""
        self.ship_left = self.ai_settings.ship_limit
        # 为每次在开始游戏时都重置得分，我们在reset_stats（）而不是__init__中初始化score
        self.score = 0

scoreboard.py

# coding=utf-8

import pygame.font
from pygame.sprite import Group
from ship import Ship


class Scoreboard():
    """显示得分信息的类"""

    def __init__(self, ai_settings, screen, stats):
        """初始化显示得分涉及的属性"""
        self.screen = screen
        self.screen_rect = screen.get_rect()
        self.ai_settings = ai_settings
        self.stats = stats

        # 显示得分信息时使用的字体设置
        self.text_color = (30, 30, 30)
        self.font = pygame.font.SysFont(None, 48)

        # 准备好初始得分图像
        self.prep_score()
        # 用于包含最高得分的图像
        self.prep_high_score()
        # 在当前得分下显示等级
        self.prep_level()
        self.prep_ships()

    def prep_score(self):
        """将得分转换为一幅渲染的图像"""

        # 让python将stats.score的值圆整到最近的10的整数倍
        rounded_score = int(round(self.stats.score, -1))
        # 让python将数值转换为字符串时在其中插入逗号
        score_str = "{:,}".format(rounded_score)

        # 再将这个字符串传递给创建图像的render(),为了清晰地显示得分，我们向render传递了屏幕背景色，以及文本颜色
        self.score_image = self.font.render(score_str, True, self.text_color, self.ai_settings.bg_color)

        # 将得分放于屏幕右上角
        self.score_rect = self.score_image.get_rect()
        self.score_rect.right = self.screen_rect.right - 20
        self.score_rect.top = 20

    def show_score(self):
        """在屏幕上显示飞船和得分"""
        self.screen.blit(self.score_image, self.score_rect)
        self.screen.blit(self.high_score_image, self.high_score_rect)
        self.screen.blit(self.level_image, self.level_rect)

        #绘制飞船
        self.ships.draw(self.screen)

    def prep_high_score(self):
        """将最高得分转换为渲染的图像"""
        # 最高分圆整到10的整数倍
        high_score = int(round(self.stats.high_score, -1))
        # 添加用逗号表示的千分位分隔符
        high_score_str = "{:,}".format(high_score)
        # 根据最高分生成一幅图像
        self.high_score_image = self.font.render(high_score_str, True, self.text_color, self.ai_settings.bg_color)

        # 将最高得分放在屏幕顶端中央
        self.high_score_rect = self.high_score_image.get_rect()
        self.high_score_rect.centerx = self.screen_rect.centerx
        self.high_score_rect.top = self.screen_rect.top

    def prep_level(self):
        """将等级转换为渲染的图像"""
        self.level_image = self.font.render(str(self.stats.level), True, self.text_color, self.ai_settings.bg_color)

        # 将等级放在得分下方
        self.level_rect = self.level_image.get_rect()
        self.level_rect.right = self.score_rect.right

        # 将top属性设置为比得分图像的bottom属性大10像素，以便在得分和等级之间留出一定的空间
        self.level_rect.top = self.score_rect.bottom + 10

    def prep_ships(self):
        """显示还剩下多少艘飞船"""
        self.ships = Group()
        for ship_number in range(self.stats.ship_left):
            ship = Ship(self.ai_settings, self.screen)
            ship.rect.x = 10 + ship_number * ship.rect.width
            ship.rect.y = 10
            self.ships.add(ship)

button.py

# coding=utf-8

import pygame.font


class Button():

    def __init__(self, ai_settings, screen, msg):
        """初始化按钮的属性"""
        self.screen = screen
        self.screen_rect = screen.get_rect()

        # 设置按钮的属性和其它属性
        self.width, self.height = 200, 50
        self.button_color = (0, 255, 0)
        self.text_color = (255, 255, 255)
        self.font = pygame.font.SysFont(None, 48)

        # 创建按钮的rect对象，并使其居中
        self.rect = pygame.Rect(0, 0, self.width, self.height)
        self.rect.center = self.screen_rect.center

        # 按钮的标签只需创建一次
        self.prep_msg(msg)

    def prep_msg(self, msg):
        """将msg渲染为图像，并使其在按钮上居中"""
        self.msg_image = self.font.render(msg, True, self.text_color, self.button_color)
        self.msg_image_rect = self.msg_image.get_rect()
        self.msg_image_rect.center = self.rect.center

    def draw_button(self):
        """绘制一个颜色填充的按钮，再绘制文本"""
        self.screen.fill(self.button_color, self.rect)
        self.screen.blit(self.msg_image, self.msg_image_rect)

四、图片领取位置

链接：https://pan.baidu.com/s/1rOU0Py5HOECxloOvKxtcoA
提取码：qkhf

学习《Python编程从小白到入门》这本书之后，自己动手写了这个游戏，总体还是不错哒，如果有什么问题，欢迎给我留言傲！！！有什么不足欢迎指出。