外星人入侵笔记

1.开始游戏项目

（1）创建pygame窗口以及相应用户输入
alien_invasion.py：

方法run_game()：
初始化游戏并创建一个屏幕对象（pygame.init()、screen、pygame.display.set_caption()）

开始游戏主循环（while True）：
监视键盘和鼠标事件（event）
让绘制的屏幕可见（pygame.display.flip()）
调用方法run_game()

（2）设置背景色
每次循环时都重绘屏幕（bgcolor、screen.fill()）

（3）创建设置类Settings
settings.py：
屏幕设置（self.screen_width、self.screen_height、self.bg_color）

为创建Settings实例并使用它来访问设置，对alien_invasion.py进行修改：
初始化pygame，设置和屏幕对象（添加ai_settings，screen）

2.添加飞船图像
游戏中几乎可以使用任何类型的图像文件，但使用位图（.bmp）文件最为简单，因为pygame默认加载位图。
选择图像时，尽可能选择背景透明的图像，这样可使用图像编辑器将其背景设置成任何颜色。

（1）创建Ship类
ship.py：

方法 init()：
初始化飞船并设置其初始位置（self.screen）
加载飞船图像并获取其外接矩形(self.image、self.rect、self.screen)
将每艘新飞船放在屏幕底部中央（self.rect.centerx，self.rect.bottom）

方法blitme():
在指定位置绘制飞船（self.screen.blit()）

（2）在屏幕上绘制飞船
创建一艘飞船
调用方法ship.blitme()
这时运行，将看到飞船位于空游戏屏幕底部中央

3.重构：模块game_function

（1）函数check_events()
将相应按键和鼠标事件移动至此
在aliens_invasion.py中调用

（2）函数update_screen()
将 更新模块的代码 移动至此
主模块中调用update_screen（）

4.驾驶飞船
每当用户按键时，都在pygam中注册一个KEYDOWN事件，事件都是通过方法pygame.event.get()获取的

（1）响应按键
game_fuctions.py：
函数check_event()中，在时间循环中添加elif模块，以便pygame检测到KEYDOWN事件

alien_invasion.py中调用check_events(ship)

（2）允许不断移动
ship.py：
设置移动标志self.moving_right
添加update()方法：
根据移动位置调整飞船位置

game_fuctions.py：
玩家按下右箭头时将moving_right设置为True，并在松开时将其设置为False
添加elif模块，让pygame检测到KEYUP事件
alien_invasion.py的while循环调用ship.update()方法

此时运行alien_invasion.py并按住右箭头键，飞船将不断右移，直至松开为止

（3）左右移动
ship.py：
在init()中添加向左移动标志self.moving_left
添加if模块，根据移动标志调整飞船位置

game_fuctions.py：
check_events(ship)中设置响应向左按键和鼠标的事件

此时运行alien_invasion.py，将能够不断地左右移动飞船，如果同时按下左右箭头，飞船将纹丝不动

（4）调整飞船速度
settings.py:
添加飞船的速度属性ship_speed_factor

ship.py：
init()中初始化一个ai_settings的属性
在飞船的属性center中存储小数值，
更新飞船的center值，而不是rect。
根据self.center更新rect对象

alien_invasion.py：
创建Ship实例时，需要传入实参ai_settings、screen

（5）限制飞船的活动范围
ship.py：
对移动标志进行if判断时添加self.rect.right和self.rect.left，即要保证外接矩形的右边缘的x坐标小于屏幕右边缘，左边缘的x坐标要保证大于0

（6）重构check_events()
将check_events()的代码放在两个函数中，一个处理KEYDOWN事件，一个处理KEYUP事件

5.射击
（1）添加子弹设置
settings.py：
init()方法存储新类Bullet所需的值，包括bullet_width,bullet_height,bullet_color,bullet_speed_factor

（2）创建Bullet类
它是一个对飞船发射的子弹进行管理的类，继承了我们从模块pygame.sprite中导入的sprite类，通过使用精灵将游戏中相关的元素编组，进而同时操作编组中的所有元素

bullet.py：
_ init _()方法：
传递ai_settings，screen，ship实例
调用super继承Sprite
创建子弹属性rect
将子弹的centerx设置为飞船的centerx
表示子弹的rect的top属性设置为飞船的rect的top属性，让子弹看起来像是从飞船中射出的
将子弹的y坐标存储为小数值，以便能够微调子弹的速度
将子弹的颜色和速度设置粉笔存储在self.color和self.speed_factor中。

方法update():
向上移动子弹
更新表示子弹位置的小数值
更新表示子弹的rect的位置

方法draw_bullet()：
在屏幕上绘制子弹pygame.draw.rect()

（3）将子弹存储到编组中
alien_invasion.py：
创建一个编组，用于存储所有有效的子弹，以便能够管理发射出去的所有子弹
创建一个Group实例，命名为bullets，将其传递给check_events()和update_screen()，并在check_events()后添加bullet.update()

（4）开火
game_functions.py:
修改check_keydown_events()：以便在玩家按空格键时发射一颗子弹:
创建一颗子弹，
bullets.add(new_bullet)将其加入到编组bullets中

修改check_events():
再传递一个形参bullets,修改elif模块

修改update_screen()：
确保在调用flip()前在屏幕上重绘每颗子弹bullet.draw_bullet()

此时运行，将能够左右移动飞船，并发射任意数量的子弹，子弹在屏幕上向上穿行，抵达屏幕顶部消失

（5）删除已消失的子弹
alien_invasion.py：
当表示子弹的rect的bottom属性为零时，表示子弹已穿过屏幕顶端，bullets.remove(bullet)

（6）限制子弹数量
settings.py:
存储允许的最大子弹数

game_fuctions.py:
check_keydown_events():
在创建新子弹前检查未消失的子弹数len(bullets)是否小于该设置

（7）创建函数update_bullets()
编写并检查子弹管理代码后，可将update_bullets(bullets)移动到game_fuctions.py中，以让主程序文件尽可能简单

（8）创建函数fire_bullet()
将game_fuctions.py中发射子弹的代码移到一个独立的函数fire_bullet()中

在游戏中添加外星人
深入了解pygame和大型项目的管理，学习如何检测游戏对象之间的碰撞，检测碰撞有助于定义游戏元素之间的交互。

1.创建第一个外星人

（1）创建Alien类
alien.py：
方法init():
初始化外星人并设置其起始位置
加载外星人图像，并设置rect属性
每个外星人最初都在屏幕左上角附近（rect.x，rect.y）
存储外星人的准确位置（self.x）

方法blitme():
在指定位置绘制外星人（screen.blit()）

（2）创建Alien实例
alien_invasion.py：
创建一个Alien实例，
修改update_screen()的调用，传递一个外星人实例

（3）让外星人出现在屏幕上
game_fuctions.py：
update_screen()中调用方法blitme()

2.创建一群外星人

（1）确定一行可容纳多少个外星人
available_space_x=ai_settings.screen_width-(2*alien_width)
number_aliens_x=available_space_x /(2*alien_width)

（2）创建多行外星人
alien_invasion.py：
创建一个aliens的空编组，用于存储全部外星人
调用create_fleet(ai_settings,screen,aliens)
修改对update_screen()的调用，添加aliens

game_fuctions.py：
对编组调用draw(screen)
pygame自动绘制编组的每个元素，绘制位置由元素的属性rect决定

（3）创建外星人群
game_fuctions.py：
导入Alien类
创建方法create_fleet()：
创建一个外星人alien
外星人间距alien_width为外星人的宽度
计算一行可以容纳多少个外星人available_space_x,number_aliens_x
创建第一行外星人（for循环）：
创建一个新的外星人，并通过设置x坐标将其加入到当前行

现在运行将会看到第一行外星人

（4）重构creat_fleet()
新建get_number_aliens_x():
计算每行可容纳多少个外星人，返回可容纳的外星人的数量

新建creat_alien()：
创建一个外星人并将其放在当前行

creat_fleet()：
将计算可用水平空间的代码，替换为对get_number_aliens_x()的调用
for循环中调用creat_alien()

（5）添加行
新建get_number_rows()：
计算屏幕可容纳多少行外星人，返回number_rows

creat_alien()中：
修改外星人的y坐标

create_fleet()：
新增一个用于存储ship对象的形参
将两个循环嵌套在一起，内部新欢创建一行外星人，外部循环从零数到要创建的外星人的行数

alien_invasion.py：
调用create_fleet()时，需要传递实参ship

现在运行，将看到一群外星人

3.让外星人群移动

（1）向右移动外星人
settings.py：
添加一个控制外星人速度的设置

alien.py：
使用这个设置来实现update()

alien_invasion.py：
更新每个外星人的位置update_aliens(aliens)

game_functions.py：
对编组aliens调用方法update（）

（2）创建表示外星人移动方向的标志

settings.py：
添加下移速度属性，左右移动标志

（3）检查外星人是否撞到了屏幕边缘
alien.py：
对任何外星人调用新方法check_edges()：
判断外星人是否位于屏幕左边缘或右边缘

修改方法update():
修改移动量

（4）向下移动外星人群并改变移动方向

game_fuctions.py：

check_fleet_edges():
有外星人到达边缘时采取相应的措施

change_fleet_direction()：
将整群外星人下移，
并改变它们的方向

update_aliens():
检查是否有外星人位于屏幕边缘
并更新整群外星人的位置

alien_invasion.py：
调用update_aliens()时传递ai_settings对应的实参

现在运行，外星人群在屏幕上来回移动，并在抵达屏幕边缘后向下移动

4.射杀外星人
（1）检测子弹与外星人的碰撞
game_fuctions.py：
update_bullets():
pygame.sprite.groupcollide()将每颗子弹的rect同每个外星人的rect进行比较，并返回一个字典，其中包含发生了碰撞的子弹和外星人。字典中的每个键都是一颗子弹，而相应的值都是被击中的外星人。每当有子弹和外星人的rect重叠时，groupcollide()就在它返回的字典中添加一个键值对。

alien_invasion.py：
调用update_bullets()时，传递实参aliens

此时运行，被击中的外星人将消失

（2）为测试创建大子弹
为了测试效果，可以修改游戏的某些设置，比如屏幕尺寸，子弹速度等

（3）生成新的外星人群
一批外星人被消灭后，出现一批新的外星人

game_functions.py：
检查编组aliens是否为空：
如果是，empty()删除编组中余下的所有精灵，从而删除所有子弹
调用create_fleet()，再次在屏幕上显示一群外星人

alien_invasion.py：
调用update_bullets()

（4）提高子弹的速度
可调整bullet_speed_factor的值

（5）重构update_bullets()
将处理子弹和外星人碰撞的代码移到一个函数中：
check_bullet_alien_collisions()
update_bullets()中调用

5.结束游戏
（1）检测外星人和飞船碰撞
game_functions.py：
pygame.sprite.spritecollideany(sprite，sprite_group)
alien_invasion.py:
将ship传递给update_aliens()

（2）响应外星人和飞船碰撞
game_stats.py:
用来跟踪游戏的统计信息：
初始化统计信息
初始化在游戏运行期间可能变化的统计信息

settings.py:
添加ship_left属性

alien_invasion.py：
导入新类GameStats
创建一个用于存储游戏统计信息的实例stats

game_functions.py：
从模块time中导入sleep()函数

ship_hit()方法：
响应被外星人撞到的飞船
将ship_left减1
清空外星人列表和子弹列表
创建一群新的外星人，并将飞船放到屏幕中央
暂停

update_aliens()：
使其包含形参stats、screen和bullets，让它在调用ship_hit()时传递这些值

ship.py：
添加新方法center_ship()：
让飞船在屏幕上居中

（3）有外星人到达屏幕底端
game_fuctions.py：
check_aliens_bottom():
检查是否有外星人到达了屏幕底端
若到达，就调用ship_hit()，然后break

update_aliens():
调用check_aliens_bottom()

（4）游戏结束
在GameStats中添加一个座位标志的属性game_active，以便在玩家的飞船用完后结束游戏。

game_stats.py:
设置标识符game_active

game_fuctions.py:
ship_hit()：
添加判断语句（检查玩家是否至少还有一艘飞船）
如果是，就创建一群新的外星人，暂停一会，再接着执行
如果不是，就讲game_active设置为False

6.确定应运行游戏的哪些部分

alien_invasion.py：
确定哪些部分仅在游戏处于活动状态时运行，哪些是任何状态下都能运行

此时运行游戏，它将在飞船用完后停止不动

记分
添加一个Play按钮，用于根据需要启动游戏以及在游戏结束后重启游戏。
我们还将修改这个游戏，使其在玩家的等级提高时加快节奏，并实现一个记分系统。

1.添加play按钮

game_stats.py：
设置game_active为False让游戏一开始处于非活动状态

（1）创建button类

button.py：
导入pygame.font模块

init方法：
初始化按钮的属性
设置按钮的尺寸和其他属性
创建按钮的rect对象，并使其居中
按钮的标签纸创建一次（调用方法prep_msg(msg)）

方法prep_msg()：
接受实参self和要渲染为图像的文本msg
将msg渲染为图像，并使其在按钮上居中：
font.render()将存储在msg中的文本转换为图像，然后将图像存储在msg_image中，还有一个布尔实参，和两个文本颜色和背景色实参

方法draw_button.py：
绘制一个用颜色填充的按钮（screen.fill()）
绘制文本（screen.blit()）

（2）在屏幕上绘制按钮
alien_invasion.py：
导入button
创建一个名为play_button的实例
将其传递给update_screen()方法

game_fuctions.py：
修改update_screen()：
如果游戏处于非活动状态，就绘制play按钮

此时运行，就会在屏幕中央看到一个play按钮

（3）开始游戏

game_fuctions.py：
修改check_events()：
添加形参stats和play_button
添加elif模块，判断事件类型是否是MOUSEBUTTONDOWN，若是，使用pygame.mouse.get_pos()，返回一个包含玩家单击时鼠标的x和y坐标的元组，并将这些值传递给函数check_play_button()

check_play_button()：
在玩家单击play按钮时开始新游戏：
使用collidepoint()检查鼠标单击位置是否在play按钮的rect内。若是，就将game_active设置为True，让游戏就此开始

alien_invasion.py：
调用check_events()

（4）重置游戏
前面的代码只处理了玩家第一次单击play按钮的情况，没有重置 导致游戏结束的条件

game_fuctions.py：
需要重置统计信息，删除现有的外星人和子弹、创建一群新的外星人

修改check_play_button()：
if模块中添加：
重置游戏统计信息
清空外星人列表和子弹列表
创建一群新的外星人，并让飞船居中

game_function.py：
修改check_events()：
添加形参aliens
调用check_play_button()修改定义

alien_invasion.py：
调用check_events，传递实参aliens

此时运行，每当玩家单击play按钮时，这个游戏都将正确被重置，想玩几次玩几次

（5）将play按钮切换到非活动状态
当前play按钮存在的问题就是即便play按钮不可见，玩家单击原来所在的区域时，游戏依然会作出响应。

game_fuctions.py：
仅当玩家单击了play按钮且游戏处于非活动状态时，即game_active为False时，游戏才重新开始

（6）隐藏光标
gam_functions.py：

在check_play_button()的if模块中：
添加隐藏光标的语句：
pygame.mouse.set_visible(False)
此时，光标位于游戏窗口内将隐藏起来

ship_hit()：
else模块中，在游戏进入非活动状态后，立即让光标可见

2.提高等级

（1）修改速度设置
重新组织settings类，将游戏设置为静态的和动态的两组。

设置speedup_scale，用于控制游戏节奏的加快速度
方法initialize_dynamic_settings():
初试化随游戏而变化的设置：
飞船速度，子弹速度，外星人速度和外星人移动标志。
方法increase_speed(self)：
提高速度设置

game_functions.py：
check_bullet_alien_collisions()：
在删除现有的子弹后，加快游戏速度（ai_settings.increase_speed()），然后创建一群新的外星人

（2）重置速度
game_functions.py：
check_play_button()：
当游戏处于非活动状态时，重置游戏设置（ai_settings.initialize_dynamic_settings()）

3.记分
实现一个记分系统，以实时跟进玩家的得分，并显示最高得分、当前等级和余下的飞船数。

在GameStats的reset_stats()中添加一个score属性

（1）显示得分

创建新文件scoreboard.py：
创建一个显示得分信息的类Scoreboard()：
init():
初始化显示得分涉及的属性
显示得分信息时使用的字体设置
准备初始得分图像

prep_score(self):
将得分转换为一副渲染的图像
将得分放在屏幕右上角

show_score():
在屏幕上显示得分

（2）创建记分牌
alien_invasion.py中：
导入新建的类Scoreboard
创建一个Scoreboard实例

将sb传递给update_screen()：
显示得分：sb.show_score()

（3）在外星人被消灭时更新得分
settings.py：
设置记分点

game_functions.py：
check_bullet_alien_collisions()：
每当有外星人被击落时，都更新得分：
if collisions：

update_bullets()中新增形参stats和sb，并更新check_bullet_alien_collisions()的定义

alien_invasion.py中更新update_bullet()的定义

此时运行游戏，得分将不断增加

（4）将消灭的每个外星人的点数都计入得分

当前可能遗漏了一些被消灭的外星人。例如一次循环中有子弹同时击中外星人，玩家只能得到一个被消灭的外星人的点数

因此，调整检测子弹和外星人碰撞的方式
game_fuctions.py：

if collisions：
    for aliens in collisions.values():
    stats.score += ai_settings.alien_points * len(aliens)
    sb.prep_score()

若字典存在，就遍历其中的所有值

（5）提高点数
settings.py：
init()：
设置属性表示外星人点数的提高速度
increase_speed()：
提高每个外星人的点数

（6）将得分圆整
将得分显示为10的整数倍

（7）最高得分
game_stats.py：
init():
在任何情况下都不应重置最高得分
调用包含最高得分的方法self.prep_high_score()

编写prep_high_score()：
将最高得分转换为渲染的图像
将最高得分设置在屏幕顶部中央

方法show_score():
在屏幕上显示最高得分

在game_functions.py中添加一个新函数check_high_score():
检查是否诞生了新的最高得分

game_functions.py：
check_bullet_alien_collisions()中，每当有外星人被消灭后，都需要在更新得分后调用check_high_score()

（8）显示等级
game_stats.py：
reset_stats()：
添加一个表示当前等级的属性并初始化

scoreboard.py：
init():
调用新方法prep_level()

新建prep_level():
将等级转换为渲染的图像
将等级放在得分下方

更新show_score()：
添加一行在屏幕上显示等级图像的代码

game_functions.py:
check_bullet_alien_collisions():
如果整群外星人都被消灭，就提高一个等级（stats.level加1，并调用prep_level显示新等级）

为确保开始新游戏时更新记分和等级图像，在按钮play被单击时触发重置：
game_functions.py：
check_play_button()：
修改定义
重置相关游戏设置后调用prep_score()、prep_high_score()和prep_level()

check_events()：
向check_play_button()传递sb

alien_invasion.py：
调用check_events()

（9）显示余下的飞船数
修改ship.py:
让Ship继承Sprite，以便能够创建飞船编组

scoreboard.py:
导入Group和Ship类
init()调用prep_ships()

prep_ships()：
显示还余下 多少艘飞船：
创建一个空编组self.ships，用于存储飞船实例

show_score(self)：
添加绘制飞船的代码(self.ships.draw(self.screen))

game_functions.py中的check_play_button()调用prep_ships()

update_aliens()：
定义添加形参sb
ship_hit()和check_aliens_bottom()都传递了sb

alien_invasion.py中update_aliens()传递sb