Python游戏项目--外星人入侵（一）

一、安装Pygame

在终端输入：

pip install --user pygame

二、开始游戏项目

（1）创建Pygame窗口及响应用户输入

创建一个名为alien_invasion.py的文件，是程序主要运行的文件。

import sys

import pygame

class AlienInvasion:
    def __init__(self):
        pygame.init()  # 初始化游戏并创建游戏资源
        self.screen = pygame.display.set_mode((1200, 800))  # 设置游戏屏幕大小
        pygame.display.set_caption("Alien Invasion")  # 设置游戏名称
        self.bg_color = (230, 230, 230)  # 设置背景色

    def run_game(self):
        while True:
            for event in pygame.event.get():  # 监听键盘和鼠标
                if event.type == pygame.QUIT:  # 是否按下了关闭键
                    sys.exit()  # 退出游戏

            self.screen.fill(self.bg_color)  # 每次都循环描绘屏幕
            pygame.display.flip()  # 更新屏幕


if __name__ == '__main__':
    ai = AlienInvasion()
    ai.run_game()

（2）创建设置类

创建一个名为settings.py的文件，用于当游戏添加新的功能时，导入新的设置。也将我们以上设置的颜色、大小等，都放进这个文件：

class Settings:

    def __init__(self):
        self.screen_width = 1200
        self.screen_height = 800
        self.bg_color = (230, 230, 230)

（3）添加飞船图像

新建一个Images文件夹，将飞船文件ship.bmp添加至其中。

 

class Ship:
    def __init__(self, ai_game):
        self.screen = ai_game.screen  # 初始化飞船
        self.screen_rect = ai_game.screen.get_rect()  # 设置初始位置

        self.image = pygame.image.load('Images/ship.bmp')  # 导入图像
        self.rect = self.image.get_rect()  # 指定飞船位置

        self.rect.midbottom = self.screen_rect.midbottom  # 放在屏幕底部的中央

    def blitme(self):
        self.screen.blit(self.image, self.rect)

 之后将其写入主函数，点击运行，就可以看到飞船于屏幕的正中央了：

 

（4）移动飞船

使其持续移动：按下时使一个标志位触发为真，补充要点：

KEYDOWN:当用户按下键盘上的任意按键触发。

KEYUP:当用户释放键盘上的按键时触发。

在check_event中加入：

def _check_event(self):
    for event in pygame.event.get():  # 监听键盘和鼠标
        if event.type == pygame.QUIT:  # 是否按下了关闭键
        sys.exit()  # 退出游戏
    elif event.type == pygame.KEYDOWN:
        if event.key == pygame.K_RIGHT:
        self.ship.moving_right = True
    elif event.type == pygame.KEYUP:
        if event.key == pygame.K_RIGHT:
        self.ship.moving_right = False

 添加的标志位为：self.ship.moving_right，当用户按下右键时响应，松开时置为False，在飞船的类中添加更新函数：

def update(self):
    if self.moving_right:
        self.rect.x += 1

同理，我们可以设置上下左右的按键，并且将其设置成不要超过屏幕大小：

def update(self):
        if self.moving_right and self.rect.right < self.screen_rect.right:
            self.rect.x += 1
        elif self.moving_left and self.rect.left > 0:
            self.rect.x -= 1
        elif self.moving_up:
            self.rect.y -= 1
        elif self.moving_down:
            self.rect.y += 1

    def _check_event(self):
        for event in pygame.event.get():  # 监听键盘和鼠标
            if event.type == pygame.QUIT:  # 是否按下了关闭键
                sys.exit()  # 退出游戏
            elif event.type == pygame.KEYDOWN:
                if event.key == pygame.K_RIGHT:
                    self.ship.moving_right = True
                elif event.key == pygame.K_LEFT:
                    self.ship.moving_left = True
                elif event.key == pygame.K_UP:
                    self.ship.moving_up = True
                elif event.key == pygame.K_DOWN:
                    self.ship.moving_down = True
            elif event.type == pygame.KEYUP:
                if event.key == pygame.K_RIGHT:
                    self.ship.moving_right = False
                elif event.key == pygame.K_LEFT:
                    self.ship.moving_left = False
                elif event.key == pygame.K_UP:
                    self.ship.moving_up = False
                elif event.key == pygame.K_DOWN:
                    self.ship.moving_down = False

也可以设置飞船速度，在settings设置中加入：

#飞船速度
        self.ship_speed = 1.5

之后将更新速度中的1，全部改为：self.settings.ship_speed，在更换前要做如下操作：

（5）按键Q退出游戏

在按下按键操作中添加如下语句：

                elif event.key == pygame.K_q:
                    sys.exit()

 （6）全屏运行游戏

        # 显示
        # self.screen = pygame.display.set_mode((self.settings.screen_width, self.settings.screen_height))  # 设置游戏屏幕大小
        self.screen = pygame.display.set_mode((0, 0), pygame.FULLSCREEN)
        self.settings.screen_width = self.screen.get_rect().width
        self.settings.screen_height = self.screen.get_rect().height

将最初的显示屏蔽，之后添加以上三句即可。

（7）添加Bullet类

import pygame
from pygame.sprite import Sprite

class Bullet(Sprite)

    def __init__(self,ai_game):
        super().__init__()
        self.screen = ai_game.screen
        self.settings = ai_game.settings
        self.color = self.settings.bullet_color

        self.rect = pygame.Rect(0,0,self.settings.bullet_width,self.settings.screen_height)  #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.midtop = ai_game.ship.rect.midtop #位于飞船的中上部

        self.y = float(self.rect.y)

    def update(self):
        self.y -= self.settings.bullet_speed    #向上移动子弹
        self.rect.y = self.y

    def draw_bullet(self):
        pygame.draw.rect(self.screen,self.color,self.rect)  #绘制子弹

 之后，在函数创建用于存储子弹的编组：

这个编组用于存储所有有效的子弹，以便管理发射出去的子弹，它是pygame.sprite.Group类的一个实例。pygame.sprite.Group类似于列表，但提供了有助于开发游戏的额外功能。在主循环中，将使用这个编组在屏幕上绘制子弹以及更新每颗子弹的位置。

（8）开火

当按下空格按键时，创建一颗子弹并发射。在按下的条件下写入：

                elif event.key == pygame.K_SPACE:
                    self._fire_bullet()

 之后再新定义一个方法:

    def _fire_bullet(self):
        new_bullet = Bullet(self)
        self.bullets.add(new_bullet)

方法add（）类似于append（），不过使专门为了Pygame编组编写的。

最后要将子弹显示出来，我们需要在更新屏幕中写入：

        for bullet in self.bullets.sprites():
            bullet.draw_bullet()

方法bullets.sprites()返回一个列表，其中包含编组bullets中的所有的精灵。为在屏幕上绘制发射所有的子弹，遍历编组bullets中的精灵，然后都调用draw_bullet()。

（9）删除消失的子弹

当前，子弹会到屏幕顶端消失，但是不代表他已经被删除，是因为我们屏幕没有容纳下他们，他们依然存在。他们y轴的坐标会越来越小。我们所建的屏幕，左上角的坐标为（0，0），右下角为我们所设置的宽度以及高度（width，height）。

我们需要将消失的子弹删除，否则游戏所做的无谓工作将越来越多，从而进程会越来越慢。当它到达顶部时，子弹的buttom的值会等于0。

新建方法：

    def _delete_bullet(self):
        for bullet in self.bullets.copy():
            if bullet.rect.bottom <= 0:
                self.bullets.remove(bullet)

使用for循环遍历列表时，python要求该列表长度在整个循环中保持不变，所以需要建立副本。使用方法copy（）来设置for循环，删除的则是原bullet。最后在run_game中调用即可。

（10）限制子弹数量

在setting中加入：

self.bullets_allowed = 10

 限制最大子弹数为10个。在生成子弹的函数中加入：

    def _fire_bullet(self):
        if len(self.bullets) < self.settings.self.bullets_allowed:
            new_bullet = Bullet(self)
            self.bullets.add(new_bullet)

（11）添加外星人

创建文件 alien.py。并编写Alien类，添加外星人图像。

import pygame
from pygame.sprite import Sprite


class Alien(Sprite):

    def __init__(self, ai_game):
        super.__init__()
        self.screen = ai_game.screen
        self.image = pygame.image.load('Images/alien.png')
        self.rect = self.image.get_rect()
        
        #每个外星人最初都在屏幕的左上角附件
        self.rect.x = self.rect.width
        self.rect.y = self.rect.height
        
        #存储外星人的精确水平位置
        self.x = float(self.rect.x)

 回到alien_invasion.py中修改：

 添加外星人方法：

    def _creat_fleet(self):
        alien = Alien(self)
        self.aliens.add(alien)

之后在更新屏幕中添加：

 之后在屏幕上就可以看到外星人的出现：

（12）创建一群外星人

为了设置好外星人的间隔以及宽度，我们将外星人之间的间距算好，之后进行显示。

将生成外星人的函数修改为：

    def _creat_fleet(self):
        alien = Alien(self)
        alien_width = alien.rect.width
        available_space_x = self.settings.screen_width - (2*alien_width)
        number_aliens_x = available_space_x // (2*alien_width)
        for alien_number in range(number_aliens_x):
            alien = Alien(self)
            alien.x = alien_width + 2*alien_width*alien_number
            alien.rect.x = alien.x
            self.aliens.add(alien)

做完行的工作后，要做好列的工作：

    def _creat_fleet(self):
        alien = Alien(self)
        alien_width, alien_height = alien.rect.size

        # 计算行
        available_space_x = self.settings.screen_width - (2 * alien_width)
        number_aliens_x = available_space_x // (2 * alien_width)

        # 计算列
        ship_height = self.ship.rect.height
        available_space_y = (self.settings.screen_height - (3 * alien_height) - ship_height)
        number_rows = available_space_y // (2 * alien_height)
        
        for row_number in range(number_rows):
            for alien_number in range(number_aliens_x):
                self._creat_alien(alien_number,row_number)

最后设计一个显示方法，将我们所算出来的列跟行输入到方法中：

    def _creat_alien(self, alien_number, row_number):
        alien = Alien(self)
        alien_width, alien_height = alien.rect.size
        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
        self.aliens.add(alien)

最后显示的图像如下：

 

（13）使外星人移动

在setting.py中加入外星人移动速度的设置，并在alien.py中加入

self.settings = ai_game.settings

 才可以引用。再写外星人移动：

    def update(self):
        self.x += self.settings.alien_speed
        self.rect.x = self.x

之后将其放在主函数中，进行更新。运行这段代码后，外星人会在右边缘消失：

 

（14）使外星人到达边缘后向下移动

要使外星人撞到屏幕右边缘后向下移动、再向左移动的设置。

我们需要设置以下变量：

 

 检测外星人是否到边缘函数：

    def check_edges(self):
        screen_rect = self.screen.get_rect()
        if self.rect.right >= screen_rect.right or self.rect <= 0:
            return True

最后，我们再写一个向下移动，并改变外星人移动方向的方法：

    def _check_fleet_edges(self):
        for alien in self.aliens.sprites():
            if alien.check_edges():
                self._change_fleet_direction()
                break

    def _change_fleet_direction(self):
        for alien in self.aliens.sprites():
            alien.rect.y += self.settings.fleet_drop_speed
        self.settings.fleet_direction *= -1

这样就可以实现外星人向下移动过的功能。

（15）检测碰撞

 collisions = pygame.sprite.groupcollide(self.bullets, self.aliens, True, True)

函数sprite.groupcollide（）将一个编组中每个元素的rect同另一个编组中每个元素的rect进行比较，并返回一个字典，在这个字典中每个键都是一个子弹，而且关联值是被该子弹击中的外星人。设置为True则为删除，如果为False则为保留。

到这一步，如果没有射杀外星人，则会一直往下走，最后消失在底部。发出子弹击中外星人时，外星人和子弹都会消失。