《Python编程：从入门到实践》项目1：外星人入侵（完整版）

本文主要是在第13章的基础上添加了第14章的记分环节。

在第14章，主要是添加了游戏启动前的一个Play按钮、游戏等级的设置、击杀外星人后的得分记录并在屏幕上显示当前得分、最高得分、当前等级以及余下的飞船数量这些使游戏具有更佳的娱乐体验的改善。

《Python编程：从入门到实践》第12章：武装飞船

《Python编程：从入门到实践》第13章：外星人来了

本项目代码展示！！！

1.alien_invasion.py

import sys
import pygame
from time import sleep

from settings import Settings
from ship import Ship
from bullet import Bullet
from alien import Alien
from game_stats import GameStats
from button import Button
from scoreboard import Scoreboard


class AlienInvasion:
    """ 管理游戏资源和行为的类 """

    def __init__(self):
        """ 初始化游戏并创建游戏资源 """
        pygame.init()
        self.settings = Settings()

        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
        pygame.display.set_caption("Alien Invasion")

        # 创建一个用于存储游戏统计信息的实例
        # 并创建记分牌
        self.stats = GameStats(self)
        self.sb = Scoreboard(self)

        self.ship = Ship(self)

        self.bullets = pygame.sprite.Group()
        self.aliens = pygame.sprite.Group()

        self._create_fleet()

        # 创建Play按钮
        self.play_button = Button(self, "Play")

    def run_game(self):
        """ 开始游戏的主循环 """
        while True:
            self._check_events()

            if self.stats.game_active:
                self.ship.update()
                self._update_bullets()
                self._update_aliens()

            self._update_screen()

    def _update_bullets(self):
        """ 更新子弹的位置并删除消失的子弹 """
        # 更新子弹的位置
        self.bullets.update()
        # 删除消失的子弹
        for bullet in self.bullets.copy():
            if bullet.rect.bottom <= 0:
                # ######## 此处有改动
                # if bullet.rect.right >= self.ship.screen_rect.right:
                self.bullets.remove(bullet)

        self._check_bullet_alien_collisions()

    def _check_bullet_alien_collisions(self):
        """ 响应子弹和外星人碰撞 """
        # 删除发生碰撞的子弹和外星人
        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及进行比较。
        '''
        if collisions:
            # 将消灭的每个外星人都计入得分
            for aliens in collisions.values():
                self.stats.score += self.settings.alien_points * len(aliens)
                self.sb.prep_score()
                self.sb.check_high_score()

        if not self.aliens:
            # 删除现有的所有子弹并新建一群外星人
            self.bullets.empty()
            self._create_fleet()
            self.settings.increase_speed()

            # 提高等级
            self.stats.level += 1
            self.sb.prep_level()

    def _update_aliens(self):
        """
        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
        """
        self._check_fleet_edges()
        self.aliens.update()

        # 检测外星人和飞船之间的碰撞
        if pygame.sprite.spritecollideany(self.ship, self.aliens):
            print("Ship hit!!!")
            self._ship_hit()

        # 检查是否有外星人到达了屏幕底端
        self._check_aliens_bottom()

    def _ship_hit(self):
        """ 响应飞船被外星人撞到 """
        if self.stats.ships_left > 0:
            # 将ships_left减1并更新记分牌
            self.stats.ships_left -= 1
            self.sb.prep_ships()

            # 清空余下的外星人和子弹
            self.aliens.empty()
            self.bullets.empty()

            # 创建一群新的外星人，并将飞船放到屏幕底端的中央
            self._create_fleet()
            self.ship.center_ship()

            # 暂停
            sleep(0.5)
        else:
            self.stats.game_active = False
            pygame.mouse.set_visible(True)

    def _check_events(self):
        """ 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.MOUSEBUTTONDOWN:
                mouse_pos = pygame.mouse.get_pos()
                self._check_play_button(mouse_pos)
            elif event.type == pygame.KEYDOWN:  # 按下键
                self._check_keydown_events(event)
            elif event.type == pygame.KEYUP:  # 松开键
                self._check_keyup_events(event)

    def _check_play_button(self, mouse_pos):
        """ 在玩家单击Play按钮时开始新游戏 """
        button_clicked = self.play_button.rect.collidepoint(mouse_pos)
        if button_clicked and not self.stats.game_active:
            # 重置游戏设置
            self.settings.initialize_dynamic_settings()
            self._start_game()

    def _start_game(self):
        """ 响应单击Play按钮或按键P时开始游戏 """
        # 重置游戏统计信息
        self.stats.reset_stats()
        self.stats.game_active = True
        self.sb.prep_score()
        self.sb.prep_level()
        self.sb.prep_ships()

        # 清空余下的外星人和子弹
        self.aliens.empty()
        self.bullets.empty()

        # 创建一群新的外星人并让飞船居中
        self._create_fleet()
        self.ship.center_ship()

        # 隐藏鼠标光标
        pygame.mouse.set_visible(False)

    def _check_keydown_events(self, event):
        """ 响应按键 """
        if event.key == pygame.K_RIGHT:  # 按下的键是右箭头键
            # 向右移动飞船
            self.ship.moving_right = True
        elif event.key == pygame.K_LEFT:  # 按下的键是左箭头键
            # 向左移动飞船
            self.ship.moving_left = True
        elif event.key == pygame.K_UP:
            # 向上移动飞船
            self.ship.moving_up = True
        elif event.key == pygame.K_DOWN:
            # 向下移动飞船
            self.ship.moving_down = True
        elif event.key == pygame.K_q:
            # 按键Q以退出游戏
            sys.exit()
        elif event.key == pygame.K_p:
            # 按键P以开始游戏
            if not self.stats.game_active:
                self._start_game()
        elif event.key == pygame.K_SPACE:
            # 按空格键以发射子弹
            self._fire_bullet()

    def _check_keyup_events(self, event):
        """ 响应松开 """
        if event.key == pygame.K_RIGHT:  # 松开的键是右箭头键
            self.ship.moving_right = False
        elif event.key == pygame.K_LEFT:  # 松开的键是左箭头键
            self.ship.moving_left = False
        elif event.key == pygame.K_UP:  # 松开的键是上箭头键
            self.ship.moving_up = False
        elif event.key == pygame.K_DOWN:  # 松开的键是下箭头键
            self.ship.moving_down = False

    def _fire_bullet(self):
        """ 创建一颗子弹，并将其加入编组bullets中 """
        if len(self.bullets) < self.settings.bullets_allowed:
            new_bullet = Bullet(self)
            self.bullets.add(new_bullet)

    def _create_fleet(self):
        """ 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
        # 外星人的间距为外星人宽度
        alien = Alien(self)
        alien_width, alien_height = alien.rect.size
        availiable_space_x = self.settings.screen_width - (2 * alien_width)
        number_aliens_x = availiable_space_x // (2 * alien_width) + 1

        # 计算屏幕可容纳多少行外星人
        ship_height = self.ship.rect.height
        availiable_space_y = (self.settings.screen_height - (3 * alien_height) - ship_height)
        number_rows = availiable_space_y // (2 * alien_height)

        # 创建外星人群
        for row_number in range(number_rows):
            for alien_number in range(number_aliens_x):
                self._create_alien(alien_number, row_number)

    def _create_alien(self, alien_number, row_number):
        """ 创建一个外星人并将其加入到当前行 """
        alien = Alien(self)
        alien_width, alien_height = alien.rect.size
        alien.x = alien_width + 2 * alien_width * alien_number
        alien.rect.x = alien.x
        # 这里很重要！！！
        # 如果写作：
        # alien.rect.x = alien_width + 2 * alien_width * alien_number
        # 屏幕只会出现一列外星人
        # 原因是（alien_width + 2 * alien_width * alien_number）
        # 是计算当前外星人在当前行的位置，然后使用外星人的属性x来设置其rect的位置，这是创建外星人行列的过程，并不能展示外星人移动过程
        # alien是类Alien()的实例，在Alien()中alien.x在一直变化，利用函数_update_aliens()更新，以此来展示外星人左右移动

        alien.rect.y = alien.rect.height + 2 * alien.rect.height * row_number
        self.aliens.add(alien)

    def _check_fleet_edges(self):
        """ 外星人到达边缘时采取相应的措施 """
        for alien in self.aliens.sprites():
            if alien.check_edges():
                self._change_fleet_firection()
                break

    def _check_aliens_bottom(self):
        """ 检查是否有外星人到达了屏幕底端 """
        screen_rect = self.screen.get_rect()
        for alien in self.aliens.sprites():
            if alien.rect.bottom >= screen_rect.bottom:
                # 像飞船被撞到一样处理
                self._ship_hit()
                break

    def _change_fleet_firection(self):
        """ 将整群外星人下移，并改变它们方向 """
        for alien in self.aliens.sprites():
            alien.rect.y += self.settings.fleet_drop_speed
        self.settings.fleet_direction *= -1

    def _update_screen(self):
        """ 更新屏幕上的图像，并切换到新屏幕 """
        self.screen.fill(self.settings.bg_color)
        self.ship.blitme()
        for bullet in self.bullets.sprites():
            bullet.draw_bullet()

        self.aliens.draw(self.screen)

        # 显示得分
        self.sb.show_score()

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

        pygame.display.flip()


if __name__ == '__main__':
    # 创建游戏实例并运行游戏
    ai = AlienInvasion()
    ai.run_game()

2.settings.py

class Settings:
    """ 存储游戏《外星人入侵》中所有设置的类 """

    def __init__(self):
        """ 初始化游戏的静态设置 """
        # 屏幕设置
        self.screen_width = 1500
        self.screen_height = 800
        self.bg_color = (227, 227, 227)

        # 飞船设置
        self.ship_speed = 1.5  # 速度：每次循环将移动1.5像素
        self.ship_limit = 3  # 飞船数量限制

        # 子弹设置
        self.bullet_speed = 3.0
        self.bullet_width = 3
        self.bullet_height = 15
        self.bullet_color = (60, 60, 60)  # 子弹颜色
        self.bullets_allowed = 10  # 允许在屏幕中的子弹数量

        # 外星人设置
        # self.alien_speed = 1.0
        self.fleet_drop_speed = 10
        # # fleet_direction为1表示右移，为-1表示左移
        # self.fleet_direction = 1

        # 加快游戏节奏的速度
        self.speedup_scale = 1.07

        # 外星人分数的提高速度
        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 = 1.5
        self.bullet_speed = 3.0
        self.alien_speed = 1.0

        # fleet_direction为1表示向右，为-1表示向左
        self.fleet_direction = 1

        # 记分
        self.alien_points = 50

    def increase_speed(self):
        """ 提高速度设置和外星人击杀分数 """
        self.ship_speed *= self.speedup_scale
        self.bullet_speed *= self.speedup_scale
        self.alien_speed *= self.speedup_scale

        self.alien_points = int(self.alien_points * self.score_scale)

3.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_game):
        """ 初始化外星人并设置其起始位置 """
        super().__init__()
        self.screen = ai_game.screen
        self.settings = ai_game.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

        # 存储外星人的精确水平位置
        self.x = float(self.rect.x)

    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 or self.rect.left <= 0:
            return True

    def update(self):
        """ 向左或向右移动外星人 """
        self.x += (self.settings.alien_speed * self.settings.fleet_direction)
        self.rect.x = self.x

4.ship.py

import pygame
from pygame.sprite import Sprite


class Ship(Sprite):
    """ 管理飞船的类 """

    def __init__(self, ai_game):
        """ 初始化飞船并设置其初始位置 """
        super().__init__()
        self.screen = ai_game.screen
        self.settings = ai_game.settings
        self.screen_rect = ai_game.screen.get_rect()

        # 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()

        # 对于每艘新飞船，都将其放在屏幕底部的中央
        self.rect.midbottom = self.screen_rect.midbottom

        # # 使飞船出现在屏幕中央而不是屏幕底部的中央
        # self.rect.center = self.screen_rect.center

        # # 使飞船出现在屏幕左侧
        # self.rect.midleft = self.screen_rect.midleft

        # 在飞船的属性x中储存小数值
        self.x = float(self.rect.x)
        self.y = float(self.rect.y)

        # 移动标志
        self.moving_right = False
        self.moving_left = False
        self.moving_up = False
        self.moving_down = False

    def update(self):
        """ 根据移动标志调整飞船的位置 """
        # 更新飞船而不是rect对象的x值
        if self.moving_right and self.rect.right < self.screen_rect.right:
            self.x += self.settings.ship_speed
        if self.moving_left and self.rect.left > 0:
            self.x -= self.settings.ship_speed

        # 更新飞船而不是rect对象的y值
        if self.moving_down and self.rect.bottom < self.screen_rect.bottom:
            self.y += self.settings.ship_speed
        if self.moving_up and self.rect.top > 0:
            self.y -= self.settings.ship_speed

        # 根据self.x更新rect对象
        self.rect.x = self.x
        # 根据self.y更新rect对象
        self.rect.y = self.y

    def center_ship(self):
        """ 让飞船在屏幕低端居中 """
        self.rect.midbottom = self.screen_rect.midbottom
        self.x = float(self.rect.x)
        self.y = float(self.rect.y)

    def blitme(self):
        """ 在指定位置绘制飞船 """
        self.screen.blit(self.image, self.rect)

5.bullet.py

import pygame
from pygame.sprite import Sprite


class Bullet(Sprite):
    """ 管理飞船所发射子弹的类 """

    def __init__(self, ai_game):
        """ 在飞船当前位置创建一个子弹位置 """
        super().__init__()
        self.screen = ai_game.screen
        self.settings = ai_game.settings
        self.color = self.settings.bullet_color

        # 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, self.settings.bullet_width, self.settings.bullet_height)
        self.rect.midtop = ai_game.ship.rect.midtop

        # 储存用小数表示的子弹位置
        self.y = float(self.rect.y)
        # self.x = float(self.rect.x)

    def update(self):
        """ 向上移动子弹 """
        # 更新表示子弹位置的小数值
        self.y -= self.settings.bullet_speed
        # 更新表示子弹的rect的位置
        self.rect.y = self.y

    # def update(self):
    #     """ 向右移动子弹 """
    #     # 更新表示子弹位置的小数值
    #     self.x += self.settings.bullet_speed
    #     # 更新表示子弹的rect的位置
    #     self.rect.x = self.x

    def draw_bullet(self):
        """ 在屏幕上绘制子弹 """
        pygame.draw.rect(self.screen, self.color, self.rect)

6.game_stats.py

class GameStats:
    """ 跟踪游戏的统计信息 """

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

        # 游戏刚启动时处于非活动状态
        self.game_active = False

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

    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.settings.ship_limit
        self.score = 0
        self.level = 1

7.button.py

import pygame.font


class Button:
    def __init__(self, ai_game, msg):
        """ 初始化按钮的属性 """
        self.screen = ai_game.screen
        self.screen_rect = self.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)
        # 让文本图像在按钮上居中
        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)

8.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_game):
        """ 初始化显示得分涉及的属性 """
        self.ai_game = ai_game
        self.screen = ai_game.screen
        self.screen_rect = ai_game.screen.get_rect()
        self.settings = ai_game.settings
        self.stats = ai_game.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):
        """ 将得分转化为一幅渲染的图像 """
        rounded_score = round(self.stats.score, -1)
        # round()通常让小数精通到小数点后某一位，其中小数位数是由第二个实参指定的。

        score_str = "{:,}".format(rounded_score)
        self.score_image = self.font.render(score_str, True, self.text_color, self.settings.bg_color)

        # 在屏幕右上角显示得分
        self.score_rect = self.score_image.get_rect()
        self.score_rect.right = self.screen_rect.right - 20
        self.score_rect.top = 20

    def prep_high_score(self):
        """ 将最高得分转换为渲染的图像 """
        high_score = 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.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 check_high_score(self):
        """ 检查是否诞生了新的最高得分 """
        if self.stats.score > self.stats.high_score:
            self.stats.high_score = self.stats.score
            self.prep_high_score()

    def prep_level(self):
        """ 将等级转换为渲染的图像 """
        level_str = str(self.stats.level)
        self.level_image = self.font.render(level_str, True, self.text_color, self.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()  # 创建一个空编组用于存储飞船实例
        for ship_number in range(self.stats.ships_left):
            ship = Ship(self.ai_game)
            ship.rect.x = 10 + ship_number * ship.rect.width
            ship.rect.y = 10
            self.ships.add(ship)

    def show_score(self):
        """ 在屏幕上绘制得分、等级和余下的飞船数 """
        self.screen.blit(self.score_image, self.score_rect)  # 显示得分
        self.screen.blit(self.high_score_image, self.high_score_rect)  # 显示最高得分
        self.screen.blit(self.level_image, self.level_rect)  # 显示等级
        self.ships.draw(self.screen)  # 显示余下的飞船

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《Python编程：从入门到实践》第12章：武装飞船_笨小古的博客-CSDN博客_python编程从入门到实践第十二章https://blog.csdn.net/weixin_51995147/article/details/123620736