《Python编程：从入门到实践》项目实例：外星人入侵 源代码+pyinstaller打包教程 ~小白也能懂的喔1/2
项目：外星人入侵
- 语言：python
- 调用第三方库：pygame
- 来源：《Python编程：从入门到实践》
自学《Python编程：从入门到实践》这本书，感觉很不错，知识点简单明了，有大量实例供读者深入理解，二十多天的时间，已经入门python基础，经过几周的复习，便开始了本书的第一个项目实战：外星人入侵。
经过十几天起早贪黑的努力，终于将代码与打包方法全部搞定，接下来我将逐步介绍给大家。
打包使用的是python第三方库的pyinstaller，本教程分两节，第二节有详细pyinstaller打包过程（pyinstaller不知道是做什么的，看第二节，装逼必备）
好了，话不多说，接下来开始第一节——外星人入侵的代码！
主文件：alien_invasion.py
import pygame
from pygame.sprite import Group
from settings import Settings
from game_stats import GameStats
from scoreboard import Scoreboard
from button import Button
from ship import Ship
from alien import Alien
import game_functions as gf
def run_game():
# 初始化pygame、设置和屏幕对象
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Play按钮
play_button = Button(ai_settings, screen, "Play")
# 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)
# 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()
# 创建外星人群
gf.create_fleet(ai_settings, screen, ship, aliens)
# 创建一个外星人
alien = Alien(ai_settings, screen)
# 开始游戏的主循环
while True:
# 监视键盘和鼠标事件
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()
游戏的所有功能和游戏正常运行所必须的函数调用，都体现在这一个文件中。接下来就是各个功能模块。
模块一：外星人—alien.py
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其起始位置"""
super(Alien, self).__init__()
self.screen = screen
self.ai_settings = ai_settings
# 加载外星人图像，并设置其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
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 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):
"""向左或向右移动外星人"""
self.x += (self.ai_settings.alien_speed_factor * self.ai_settings.fleet_direction)
self.rect.x = self.x
游戏中外星人的行为与设置都在这个文件中。
模块二：飞船—ship.py
import pygame
from pygame.sprite import Sprite
class Ship(Sprite):
def __init__(self, ai_settings, screen):
'''初始化飞船并设置其初始位置'''
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')
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
游戏中飞船的行为与设置都在这个文件中。
模块三：子弹—bullet.py
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
# 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)
对子弹的修改与设计都在这个文件中，可以自己修改子弹的大小，速度，数量等等。
模块四：初始化控制游戏外观和飞船速度等的属性—settings.py
class Settings():
'''存储《外星人入侵》的所有设置的类'''
def __init__(self):
'''初始化游戏的静态设置'''
# 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 = 1
self.bullet_width = 3
self.bullet_height = 15
self.bullet_color = 60, 60, 60
self.bullets_allowed = 3
# 外星人设置
self.fleet_drop_speed = 10
# 以什么样的速度加快游戏节奏
self.speedup_scale = 1.3
self.initialize_dynamic_settings()
# fleet_direction为1表示向右移，为-1表示向左移
self.fleet_direction = 1
# 加快游戏节奏的速度
self.speedup_scale = 1.2
# 外星人点数的提高速度
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 = 1.5
self.alien_speed_factor = 1
self.fleet_direction = 1
# 记分
self.alien_points = 50
def increase_speed(self):
"""提高速度设置和外星人点数"""
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)
游戏中初始化游戏外观以及必要元素的属性，都在这个文件中设置好。
接下来就是内容最多的模块，游戏功能的实现。
模块五：游戏功能—game_functions.py
import sys
from time import sleep
import pygame
from bullet import Bullet
from alien import Alien
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)
elif event.key == pygame.K_q:
sys.exit()
def fire_bullet(ai_settings, screen, ship, bullets):
"""如果还没有到达限制，就发射一颗子弹"""
# 创建新子弹，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 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()
elif event.type == pygame.KEYDOWN:
check_keydown_events(event, ai_settings, screen, ship, bullets)
elif event.type == pygame.KEYDOWN:
check_keydown_events(event, ship)
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):
"""在玩家单击Play按钮时开始新游戏"""
button_clicked = play_button.rect.collidepoint(mouse_x, mouse_y)
if button_clicked and not stats.game_active:
# 重置游戏设置
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()
# 清空外星人列表和子弹列表
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()
if play_button.rect.collidepoint(mouse_x, mouse_y):
stats.game_active = True
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"""
# 每次循环时都重绘屏幕
screen.fill(ai_settings.bg_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)
# 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):
"""更新子弹的位置，并删除已消失的子弹"""
# 更新子弹的位置
bullets.update()
# 删除已消失的子弹
for bullet in bullets.copy():
if bullet.rect.bottom <= 0:
bullets.remove(bullet)
check_bullet_alien_collisions(ai_settings, screen, stats, sb, ship, aliens, bullets)
def check_bullet_alien_collisions(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():
stats.score += ai_settings.alien_points * len(aliens)
sb.prep_score()
check_high_score(stats, sb)
if len(aliens) == 0:
# 如果整群外星人都被消灭，就提高一个等级
bullets.empty()
ai_settings.increase_speed()
# 提高等级
stats.level += 1
sb.prep_level()
create_fleet(ai_settings, screen, ship, aliens)
def create_fleet(ai_settings, screen, 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)
alien_width = alien.rect.width
available_space_x = ai_settings.screen_width - 2 * alien_width
number_aliens_x = int(available_space_x / (2 * alien_width))
# 创建第一行外星人
for alien_number in range(number_aliens_x):
# 创建一个外星人并将其加入当前行
alien = Alien(ai_settings, screen)
alien.x = alien_width + 2 * alien_width * alien_number
alien.rect.x = alien.x
aliens.add(alien)
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 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 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"""
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):
create_alien(ai_settings, screen, aliens, alien_number, row_number)
def check_fleet_edges(ai_settings, aliens):
"""有外星人到达边缘时采取相应的措施"""
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.ships_left > 0:
# 将ships_left减1
stats.ships_left -= 1
# 更新记分牌
sb.prep_ships()
# 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
pygame.mouse.set_visible(True)
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:
# 像飞船被撞到一样进行处理
ship_hit(ai_settings, screen, stats, sb, ship, aliens, bullets)
break
def update_aliens(ai_settings, screen, stats, sb, ship, aliens, bullets):
"""检查是否有外星人到达屏幕边缘,更新外星人群中所有外星人的位置"""
check_fleet_edges(ai_settings, aliens)
aliens.update()
# 检查是否有外星人抵达屏幕底端
check_aliens_bottom(ai_settings, screen, stats, sb, ship, aliens, bullets)
# 检测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)
def check_high_score(stats, sb):
"""检查是否诞生了新的最高得分"""
if stats.score > stats.high_score:
stats.high_score = stats.score
sb.prep_high_score()
游戏中的所有细小之处的处理办法以及游戏中各个元素的行为设置都在这个文件中，即游戏中的核心，而第一个py文件—alien_invasion.py则相当于游戏的大脑。好，我们继续！
模块六：按钮—button.py
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()
# 设置按钮的尺寸和其他属性
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):
# 绘制一个用颜色填充的按钮，再绘制文本
self.screen.fill(self.button_color, self.rect)
self.screen.blit(self.msg_image, self.msg_image_rect)
游戏中按钮的设置，游戏开始和结束时显示的play在这个文件中。
模块七：计分系统—game_stats.py
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()
# 让游戏一开始处于非活动状态
self.game_active = False
# 在任何情况下都不应重置最高得分
self.high_score = 0
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
self.score = 0
self.level = 1
实现一个记分系统，以实时地跟踪玩家的得分，并显示最高得分、当前等级和余下的飞船数等。
模块八：显示得分—scoreboard.py
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)
# 准备初始得分图像
self.prep_score()
# 准备包含最高得分和当前得分的图像
self.prep_score()
self.prep_high_score()
self.prep_level()
self.prep_ships()
def prep_score(self):
"""将得分转换为一幅渲染的图像"""
rounded_score = round(self.stats.score, -1)
score_str = "{:,}".format(rounded_score)
self.score_image = self.font.render(score_str, True, self.text_color, self.ai_settings.bg_color)
# 将得分放在屏幕右上角
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"""
high_score = int(round(self.stats.high_score, -1))
high_score_str = "{:,}".format(high_score)
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部中央
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.score_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
self.level_rect.top = self.score_rect.bottom + 10
def prep_ships(self):
"""显示还余下多少艘飞船"""
self.ships = Group()
for ship_number in range(self.stats.ships_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)
好啦，这些就是外星人入侵的全部代码了，几百行代码，不算太多，但也快要把我搞死了，内容知识面很广阔，非常好的实战项目，所以大家可以一起学习一下，外星人入侵所有代码已经打包，需要的自行下载。上边我说到第二节是装逼必备，为什么呢？
想象一下，当你进行刻苦的学习之后，完成了外星人入侵游戏项目，但是因为写出来的游戏只能在有python解释器的电脑上运行，而别人的电脑上没有啊，为了玩这个游戏还要辛苦的安装python解释器嘛？这显然是不可行的，因此pyinstaller库就解决了这个问题，让你写的游戏能够在小伙伴们的电脑上运行，岂不美哉！但是呢对很多同学来说pyinstaller库不大熟悉甚至可能还从未接触，这个库的作用是将py文件打包成exe的可执行性文件，这样的话就可以让你的小伙伴们下载到自己电脑上玩这款游戏啦，下一节我就讲一下pyinstaller的使用，并将外星人入侵的的游戏打包出来！
总结：
emm~我现在呢刚刚大一，学的软件工程，只可惜我们专业没有python语言，但我觉得python真的太强大了，碰巧寒假很长，所以呢就自学吧！现在基础学完已经着手准备爬虫了，经过一周左右的了解，爬虫框框了解了（有点小难）嘿嘿，计划将爬虫作为自己的标准小技能，作为学习过程中搜集资料的实用技能。还有哦，c语言真的很重要，有的人说c语言没什么用，学了根本用不到，我不反对，但不可否定的是，c语言是一切的根本呀，我之所以不到一个月的学完了python基础，一部分源于python的简单，当然这是次要原因，最主要的就是因为有c语言的功底，基础很重要，python中很多地方都神似c语言，往大了说，太多太多的编程语言都很相似，基础扎实的话，编程语言很好学的，这是一位大二的学长告诉我的（我也开始赞同他的说法咯）。才上了大一上学期，还没学指针，在python中已经迷迷糊糊中感受到了面向对象编程的强大魅力！但因为python的种种原因再加上我的专业课，或许java才是我的最终归宿吧！自学非常艰难，学习中，肯定会经常出现迷茫，比如学了那么久，我到底学了啥，想一想什么也做不到，不要怕，不要迷茫，要相信学习时间的一点点积累，曾经的所思所想所愿，一定都会如约而至的！看看我的名字，嘿嘿，莫慌！一起进步！一起加油！
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