python应用篇之外星人入侵项目——记分(中)

前言

  上篇文章主要给大家介绍了《外星人入侵》中的添加了一个play按钮，并且又重置了游戏，另外还在玩家玩的时候，提高了游戏的等级，首先修改了飞船的速度。本文给大家介绍本项目最后一个部分——记分。首先给大家介绍显示得分的实现。
  接下来，我们实现一个记分系统，以实时地跟踪玩家的记分，并显示最高得分、当前等级和余下的飞船数。
  得分是游戏的的一项统计信息，因此我们在GameStates中添加一个score属性:

    def reset_stats(self):
        """初始化在遊戲運行期間可能變化的統計信息"""
        self.ships_left = self.ai_settings.ship_limit
        self.score = 0

  为在每次开始游戏时都重置得分，我们在rect_stats()而不是__init__()中初始化score。

1、显示得分

  为在屏幕上显示得分，我们首先创建一个新类Scoreboard。就当前而言，这个类只显示当前得分，但后面我们也将使用它来显示最高得分、等级和余下的飞船数。下面是这个类的前半部分，它被保存为文件scoreboard.py，具体文件目录如下：

  接下来，我们实现Scoreboard类的前部分：

import pygame.font
class Scoreboard():
    """显示得分信息的类"""

    def __init__(self, ai_settings, screen, stats):
        """Initialize scorekeeping attributes."""
        self.screen = screen
        self.screen_rect = screen.get_rect()
        self.ai_settings = ai_settings
        self.stats = stats

        # Font settings for scoring information.
        self.text_color = (30, 30, 30)
        self.font = pygame.font.SysFont(None, 48)
        # 准备初始得分图像
        self.prep_score()

  由于Scoreboard类在屏幕上显示文本，因此我们首先导入模块pygame.font。接下来，我们在__init__()中包含形参ai_settings、screen和satas，让它能够报告我们跟踪的值。然后，我们设置文本颜色并实例化一个字体对象。
  为将要显示的文本转换为图像，我们调用prep_score()，其定义如下：

    def prep_score(self):
        """将得分转换为一幅渲染的图像"""
        score_str = str(self.stats.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

  在prep_score()中，我们首先将数字值stats.score转化为字符串，再将这个字符串传递给创建图像的render()。为在屏幕上清晰地显示得分，我们向render()传递了屏幕背景色，以及文本颜色。
  我们将得分放在屏幕右上角，并在得分增大导致这个数字更宽时让它们向左延伸。为确保得分始终锚定在屏幕右边，我们创建了一个名为score_rect的rect，让其右边缘与屏幕右边缘相距20 像素，并让其上边缘与屏幕上边缘也相距20像素。
  最后，我们创建方法show_score()，用于显示渲染好的得分图像：

def show_score(self):
        """在屏幕上显示得分"""
        self.screen.blit(self.score_image, self.score_rect)

  这个方法将得分图像显示在屏幕上，并将其放在score_rect指定的位置。

2、创建记分牌

  为显示得分，我们在alien_invasion.py中创建一个Scoreboard实例：

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
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()
    ai_settings = Settings()
    screen = pygame.display.set_mode((ai_settings.screen_width, ai_settings.screen_height))
    pygame.display.set_caption("Alian Invasion")
    # 创建play按钮
    play_button = Button(ai_settings, screen, "Play")
    # 創建一個用于存儲遊戲統計信息的實例
    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)
    # 创建一组一个用于存储子弹的编组
    bullets = Group()
    aliens = Group()
    # 创建外星人群
    # alien = Alien(ai_settings, screen)
    gf.create_fleet(ai_settings, screen, ship, aliens)
    # 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, play_button, ship,
                        aliens, 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)
        gf.update_screen(ai_settings, screen, stats, sb, ship, aliens,
                         bullets, play_button)
run_game()

  我们导入新创建的类Scoreboard，并在创建实例stats后创建了一个名为sb的Scoreboard实例，接下来，我们将sb传递给update_screen()，让它能够在屏幕上显示得分。
  为显示得分，将update_screen()修改成下面这样：

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添加按钮
    if not stats.game_active:
        play_button.draw_button()
    # 让最近绘制的屏幕可见
    pygame.display.flip()

  我们在update_screen()的形参列表中添加了sb，并在绘制play按钮前调用show_score。
  如果我们在运行这个游戏，你将在屏幕右上角看到0(当前，我们只想再进一步开发记分系统前确认得分出现在正确的地方)。游戏开始前的得分效果图如下：

  下面来指定每个外星人值多少点！

3、在外星人被消灭时更新得分

  为在屏幕上实时地显示得分，每当有外星人在被击中的时，我们都更新stats.score的值，再调用prep_score()更新得分图像。但是再次之前，我们需要指定玩家每击落一个外星人都将得到多少个点：

    def initialize_dymaic_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表示向右移动，为-1表示向左移动
        self.fleet_direction = 1
        # 记分
        self.alien_points = 50

  随着游戏进行，我们将提高每个外星人值的点数。为确保每次开始新游戏时这个值都会被重置，我们在initialize_dynamic_settings()中设置它。
  在check_bullet_alien_collisions()中，每当外星人被击落时，都更新得分：

def check_bullet_alien_collisions(ai_settings, screen, stats, sb,  ship, aliens, bullets):
    """更新子弹的位置，并删除已消失的子弹"""
    collisions = pygame.sprite.groupcollide(bullets, aliens, True, True)
    if collisions:
        stats.score += ai_settings.alien_points
        sb.prep_score()
    if len(aliens) == 0:
        bullets.empty()
        ai_settings.increase_speed()
        create_fleet(ai_settings, screen, ship, aliens)

  我们更新check_bullet_alien_collisions()的定义，在其中包含了形参stats和sb，让它 能够更新得分和记分牌。有子弹撞到外星人时，pygame返回一个字典(collision)。我们检查这个字典是否存在，如果存在，就将得分加上一个外星人值的点数。接下来，我们调用prep_score()来创建一副显示最新得分的新图像。
  我们需要修改update_bullets()，确保在函数之间传递合适的实参：

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)

  在update_bullets()的定义中，需要新增形参stats和sb，而调用check_bullet_alien_collisions()时，也需要传递实参stats和sb。
  我们还需要修改主while循环中调用update_bullets()的代码：

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
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()
    ai_settings = Settings()
    screen = pygame.display.set_mode((ai_settings.screen_width, ai_settings.screen_height))
    pygame.display.set_caption("Alian Invasion")
    # 创建play按钮
    play_button = Button(ai_settings, screen, "Play")
    # 創建一個用于存儲遊戲統計信息的實例
    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)
    # 创建一组一个用于存储子弹的编组
    bullets = Group()
    aliens = Group()
    # 创建外星人群
    # alien = Alien(ai_settings, screen)
    gf.create_fleet(ai_settings, screen, ship, aliens)
    # 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, 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, stats, screen, ship, aliens, bullets)
        gf.update_screen(ai_settings, screen, stats, sb, ship, aliens,
                         bullets, play_button)
run_game()

  调用update_bullets()时，需要传递实参stats和sb。
  如果我们现在运行这个游戏，得分将不断增加，具体效果如下：

4、将消灭的每个外星人的点数都计入得分

  当时，我们的代码可能有一个bug，就是遗漏了一些被消灭的外星人。例如，如果在一次循环中有两颗子弹射中了外星人，或者因子弹更宽而同时被击中了多个外星人，玩家将只能得到一个被消灭的外星人的点数。为修复这种问题，我们来调整检测子弹和外星人碰撞到方式。
  在check_bullet_alien_collisions()中，与外星人碰撞的子弹都是字典collisions中的一个键；而与每颗子弹相关的值都是一个列表，其中包含该子弹撞到的外星人。我们遍历字典collsions，确保将消灭的每个外星人的点数都记入得分：

def check_bullet_alien_collisions(ai_settings, screen, stats, sb,  ship, aliens, bullets):
    """更新子弹的位置，并删除已消失的子弹"""
    collisions = pygame.sprite.groupcollide(bullets, aliens, True, True)
    if collisions:
        for aliens in collisions.values():
            stats.score += ai_settings.alien_points
            sb.prep_score()
    if len(aliens) == 0:
        bullets.empty()
        ai_settings.increase_speed()
        create_fleet(ai_settings, screen, ship, aliens)

  如果字典collisions存在，我们就遍历其中的所有值。别忘了，每个值都是一个列表，包含被同一颗子弹击中的所有外星人。对于每个列表，都将一个外星人的点数乘以其中包含的外星人数量，并将结果加入到当前得分中。为测试这一点，请将子弹宽度改为300像素，并核实我们得到了更宽的子弹击中的每个外星人的点数，再将子弹宽度恢复到正常值。

5、提高点数

  玩家每提高一个等级，游戏都变得更难，因此处于较高的等级时，外星人的点数应更高。为实现这种功能，我们添加一些代码，以在游戏节奏加快时提高点数：

class Settings():
    """存储《外星人入侵》的所有设置类"""
    def __init__(self):
        """初始化游戏的设置"""
        # 屏幕的设置
        self.screen_width = 1400
        self.screen_height = 700
        self.bg_color = (230, 230, 230)
        # 飞船的设置
        self.ship_limit = 3
        # 子弹设置
        self.bullet_width = 3
        self.bullet_height = 15
        self.bullet_color = 60, 60, 60
        self.bullets_allowed = 6
        # 外星人设置
        self.fleet_drop_speed = 10
        # 以什么样的速度加速游戏节奏
        self.speedup_scale = 1.1
        # 外星人点数的提高速度
        self.score_scale = 1.5
        self.initialize_dymaic_settings()
    def initialize_dymaic_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表示向右移动，为-1表示向左移动
        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)

  我们定义了点数提高的速度，并称之为score_scale。很小的节奏加快速度让游戏很快就变得极具挑战性，但为让记分发生显著的变化，需要将点数的提高速度设置为更大的值。现在，我们在加快游戏节奏的同时，提高了每个外星人的点数。为让点数为整数，我们使用了函数int()。
  为显示外星人的点数，我们在settings的方法increase_speed()中已经添加了一条print语句。因此，现在每当提高一个等级时，我们都会在终端窗口看到新的点数值。这里需要我们注意的是：我们这里用print语句进行测试，当确定我们逻辑无误的时候，我们应该将这条语句注释掉。否则它会影响游戏的性能以及分散玩家的注意力。

6、将得分圆整

  大多数街机风格的射击都将得分显示为10的整数倍，下面让我们的记分系统遵循这个原则。我们还将设置得分的格式，在大数字中添加用逗号表示千位分隔符。我们在Scoreboard中执行这种修改：

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

  函数round()通常让小数精确到小数点后多少位，其中小数位数是由第二个实参指定的。然而，如果将第二个实参指定为负数，round()将圆圆整到最近的10、100、1000等整数倍。同时，我们也使用了一个字符串格式设置指令，它让Python将数值转换为字符串时在其中插入逗号，例如，输出1,000,000而不是1000000.如果我们在此时玩此游戏，看到的将是10的整数倍得分，即便得分很高亦是如此，并且用逗号分割，具体效果如下:：

总结

  上篇文章主要给大家介绍了《外星人入侵》中的添加了一个play按钮，并且又重置了游戏，另外还在玩家玩的时候，提高了游戏的等级，首先修改了飞船的速度。本文给大家介绍本项目最后一个部分——记分。本文给大家介绍了记分模块中的显示得分、创建记分牌、当外星人被消灭的时候更新得分以及提高点数和将得分取等相关功能的实现。不过本文在部分代码中只写了部分代码，因为随着项目的不断扩大，代码行数太多，为了尽可能减少每篇文章的篇幅，大家阅读的方便以及尽可能将文章阅读时间控制在20分钟左右。不过，代码的准确度一定是正确的，可以跑起来的！所以，希望大家能够仔细阅读，认真跟着写代码，理解其中的深入含义，吧这个项目的价值发挥到最大。其实这个项目已经很典型，代码到处都是，但是，如果你只是简单的粘贴复制，对你知识的学习没有任何的价值，你还是得跟着过一遍，然后要知道每行代码的含义或者是用到了前面我们介绍的哪一块知识点，只有这样，这个项目才会发挥不一样的价值，希望大家认真学习，把基础知识打扎实一点。Python是一门注重实际操作的语言，它是众多编程语言中最简单，也是最好入门的。当你把这门语言学会了，再去学习java、go以及C语言就比较简单了。当然，Python也是一门热门语言，对于人工智能的实现有着很大的帮助，因此，值得大家花时间去学习。生命不息，奋斗不止，我们每天努力，好好学习，不断提高自己的能力，相信自己一定会学有所获。加油！！！另外很开心，2021s11英雄联盟全球总决赛，恭喜EDG拿下比赛，以3:2战胜DK，夺得冠军，开心啊！！！我们是冠军，哈哈哈哈！！！！