Python-项目实战-《外星人入侵》Pygame小游戏-阶段一:武装飞船（含教程）
来源于《Python编程从入门到实践》的12章武装飞船。感兴趣的可以去购买这本书看看，非常推荐。目前本人进度正好是第12章，以此写了这篇博客来记录和分享自己程序的开发过程。有兴趣可以按照我的步骤来做一做，或者也可以直接到最后拿完整程序。
目录
程序描述：
开发步骤:
1）安装Pygame
2）创建Pygame窗口及响应用户输入
3）设置背景色
4）创建设置类
5）添加飞船图像
6）创建Ship类
7）在屏幕上绘制飞船
8）重构：方法_check_events()和_update_screen()
8.1）方法_check_events()
8.2）方法_update_screen()
9）驾驶飞船
9.1）响应按键
9.2）允许持续移动
9.3）左右移动
9.4）调整飞船的速度
9.5）限制飞船的活动范围
9.6）重构_check_events()
9.7）按Q键退出
9.8）在全屏模式下运行游戏
效果演示：
代码：
10）射击
10.1）添加子弹设置
10.2）创建 Bullet 类
10.3）将子弹存储到编组中
10.4）开火
10.5）删除消失的子弹
10.6）限制子弹数量
10.7）创建方法_update_bullets()
11）完整程序
alien_invasion.py
setting.py
ship.py
bullet.py
程序描述：
此程序为《外星人入侵》开发的第一个阶段。
主要功能是需要创建一艘飞船，它可以左右移动，并且能在用户按空格键时开火。
开发步骤:
1）安装Pygame
开始编码前，先安装Pygame。可使用pip模块来帮助下载并安装Python包。在终端提示符下执行如下命令：
python -m pip install --user pygame安装成功界面：
2）创建Pygame窗口及响应用户输入
创建一个表示游戏的类，以创建空的Pygame窗口。文件名为anlien_invasion.py，输入以下代码：
import sys
import pygame
# 管理游戏资源和行为的类
class AlienInvasion:
# 初始化游戏并创建游戏资源
def __init__(self):
pygame.init()
# 游戏窗口尺寸——宽1200px、高800px(可以根据自己的显示器调整这些值)
self.screen = pygame.display.set_mode((1200, 800))
pygame.display.set_caption("Alien Invasion")
# 开始游戏的主循环
def run_game(self):
while True:
# 监视键盘和鼠标事件
for event in pygame.event.get():
if event.type == pygame.QUIT:
sys.exit()
# 让最近绘制的屏幕可见
pygame.display.flip()
# 创建游戏实例并运行游戏
if __name__ == '__main__':
ai = AlienInvasion()
ai.run_game()
3）设置背景色
下面将背景设置为另一种颜色，在方法__init__()末尾进行的：
这时候运行程序窗口已经从黑色变为了白色。
4）创建设置类
在文件夹alien_invasion中，新建一个名为 settings.py 的文件，并在其中添加如下 Settings类：
# 储存游戏《外星人入侵》中所有设置的类
class Settings:
# 初始化游戏设置
def __init__(self):
# 屏幕设置
self.screen_width = 1200
self.screen_height = 800
self.bg_color = (230, 230, 230)
为在项目中创建 Settings 实例 并用它来访问设置，需要将 alien_invasion.py 修改成下面这样：
import sys
import pygame
from settings import Settings
# 管理游戏资源和行为的类
class AlienInvasion:
# 初始化游戏并创建游戏资源
def __init__(self):
pygame.init()
self.settings = Settings()
# 游戏窗口尺寸
self.screen = pygame.display.set_mode(
(self.settings.screen_width, self.settings.screen_height))
pygame.display.set_caption("Alien Invasion")
# 开始游戏的主循环
def run_game(self):
while True:
# 监视键盘和鼠标事件
for event in pygame.event.get():
if event.type == pygame.QUIT:
sys.exit()
# 每次循环是都重绘屏幕
self.screen.fill(self.settings.bg_color)
# 让最近绘制的屏幕可见
pygame.display.flip()
# 创建游戏实例并运行游戏
if __name__ == '__main__':
ai = AlienInvasion()
ai.run_game()
5）添加飞船图像
在项目文件夹（alien_invasion）中新建一个名为images的文件夹，并将 ship.bmp 保存在其中。(这里也可以是其他图片，只要保证后续文件名和代码对得上就行）
6）创建Ship类
选择用于表示飞船的图像后，需要将其显示到屏幕上。创建一个名为 ship 的模块，其中包含ship类，负责管理飞船的大部分行为。
ship.py
import pygame
# 管理飞船的类
class Ship:
def __init__(self, ai_game):
# 初始化飞船并设置其初始位置
self.screen = ai_game.screen
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
# 指定位置绘制飞船
def blitme(self):
self.screen.blit(self.image, self.rect)
7）在屏幕上绘制飞船
更新 alien_invasion.py，创建一艘飞船并调用其方法blitme():
运行效果：
8）重构：方法_check_events()和_update_screen()
将方法 run_game()拆分成两个辅助方法。
8.1）方法_check_events()
把管理事件的代码移到一个名为_check_events()的方法中，以简化run_game()并隔离事件管理循环。通过隔离事件循环，可将事件管理与游戏的其他方面（如更新屏幕）分离。
新增方法_check_events()后的AlienInvasion类，只有run_game()的代码受到影响
8.2）方法_update_screen()
将更新屏幕的代码移动到一个名为_update_screen()的方法中
alien_invasion.py
import sys
import pygame
from settings import Settings
from ship import Ship
# 管理游戏资源和行为的类
class AlienInvasion:
# 初始化游戏并创建游戏资源
def __init__(self):
pygame.init()
self.settings = Settings()
# 游戏窗口尺寸
self.screen = pygame.display.set_mode(
(self.settings.screen_width, self.settings.screen_height))
pygame.display.set_caption("Alien Invasion")
self.ship = Ship(self)
# 开始游戏的主循环
def run_game(self):
while True:
self._check_events()
self._update_screen()
# 响应键盘和鼠标事件
def _check_events(self):
for event in pygame.event.get():
if event.type == pygame.QUIT:
sys.exit()
# 更新屏幕上的图像，切换到新屏幕
def _update_screen(self):
self.screen.fill(self.settings.bg_color)
self.ship.blitme()
# 让最近绘制的屏幕可见
pygame.display.flip()
# 创建游戏实例并运行游戏
if __name__ == '__main__':
ai = AlienInvasion()
ai.run_game()
9）驾驶飞船
下面能够让飞机左右移动。编写代码，在用户按左或右箭头时做出响应
9.1）响应按键
每当用户按键时，都将在Pygame中注册一个事件。事件都是通过方法 pygame.event.get() 获取的，因此需要在方法_check_events()中指定要检查哪些类型的事件。每次按键都被注册为一个KEYDOWN事件。
Pygame 检测到 KEYDOWN事件时，需要检查按下的是否是触发行动的键。
在方法_check_events()中，为事件添加一个elif代码块，以便Pygame检测到KEYDOWN事件时间做出响应。检查按下键（event.key）是否是右箭头键（pygame.K_RIGHT）。如果是，就将self.ship.rect.centerx 的值加1，从而将飞船向右移动。
现在运行 alien_invasion.py，则每按右键头键一次，飞机都将向右移动1px。
9.2）允许持续移动
按住右箭头不放时，我们希望飞船不断向右移动，直到玩家松开为止。因此结合 KEYDOWN 和 KEYUP 事件以及一个名为moving_right 的标志来实现持续移动。
当moving_right 为True时，飞船才能持续移动。
下面是对Ship类所作的修改
修改 alien_invasion.py 中的_check_events()方法。使玩家在按下右键时将 moving_right 设置为True,并在玩家松开时将 moving_right 设置为False:
最后，需要修改 run_game()中的while循环，以便每次执行循环时都调用飞船的方法 update():
现在运行 alien_invasion.py 并按住右键头，飞船可以向右持续移动了，直到松开为止。
9.3）左右移动
修改Ship类和方法_check_events()。以便让飞船左移动。
ship.py
alien_invasion.py
9.4）调整飞船的速度
当前，每次执行 while 循环时，飞船最多移动 1px，但可在 Settings 类中添加属性ship_speed，用于控制飞船速度。
settings.py
现在需要移动飞船时，每次循环将移动1.5px而不是1px
通过将速度设置指定为小数值，可在后面加快游戏节奏时更细致地控制飞船速度。然后，rect的x等属性只能存储整数值，因此需要对Ship类做些修改：
ship.py
9.5）限制飞船的活动范围
修复飞船飞出屏幕外的这种问题，使其达到屏幕边缘后停止移动。为止，将修改Ship类的方法 update():
ship.py
9.6）重构_check_events()
9.7）按Q键退出
添加快捷键——Q键（以便结束游戏）：
9.8）在全屏模式下运行游戏
可以使游戏进入全屏模式运行。（可以通过注释全屏模式下的代码以此来回到窗口模式。）
效果演示：
代码：
alien_invasion.py
import sys
import pygame
from settings import Settings
from ship import Ship
# 管理游戏资源和行为的类
class AlienInvasion:
# 初始化游戏并创建游戏资源
def __init__(self):
pygame.init()
self.settings = Settings()
# 全屏模式
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")
# 游戏窗口尺寸
self.screen = pygame.display.set_mode(
(self.settings.screen_width, self.settings.screen_height))
self.ship = Ship(self)
# 开始游戏的主循环
def run_game(self):
while True:
self._check_events()
self.ship.update()
self._update_screen()
# 响应键盘和鼠标事件
def _check_events(self):
for event in pygame.event.get():
if event.type == pygame.QUIT:
sys.exit()
elif event.type == pygame.KEYDOWN:
self._check_keydown_events(event)
elif event.type == pygame.KEYUP:
self._check_keyup_events(event)
# 响应按键
def _check_keydown_events(self, event):
if event.key == pygame.K_RIGHT:
# 向右移动飞船
self.ship.moving_right = True
elif event.key == pygame.K_LEFT:
# 向左移动飞船
self.ship.moving_left = True
elif event.key == pygame.K_q:
sys.exit()
# 响应松开
def _check_keyup_events(self, event):
if event.key == pygame.K_RIGHT:
self.ship.moving_right = False
elif event.key == pygame.K_LEFT:
self.ship.moving_left = False
# 更新屏幕上的图像，切换到新屏幕
def _update_screen(self):
self.screen.fill(self.settings.bg_color)
self.ship.blitme()
# 让最近绘制的屏幕可见
pygame.display.flip()
# 创建游戏实例并运行游戏
if __name__ == '__main__':
ai = AlienInvasion()
ai.run_game()
settings.py
# 储存游戏《外星人入侵》中所有设置的类
class Settings:
# 初始化游戏设置
def __init__(self):
# 屏幕设置
self.screen_width = 1200
self.screen_height = 800
self.bg_color = (230, 230, 230)
# 飞船设置
self.ship_speed = 1.5
ship.py
import pygame
# 管理飞船的类
class Ship:
def __init__(self, ai_game):
# 初始化飞船并设置其初始位置
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
# 在飞船的属性x中存储小数值
self.x = float(self.rect.x)
# 移动标志
self.moving_right = False
self.moving_left = False
# 根据移动标志调整飞船位置
def update(self):
# 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
# 根据self.x 更新rect对象。
self.rect.x = self.x
# 指定位置绘制飞船
def blitme(self):
self.screen.blit(self.image, self.rect)
10）射击
添加射击功能。玩家在按空格时，飞船会发射子弹。子弹将在屏幕中向上飞行，抵达屏幕上边缘后消失。
10.1）添加子弹设置
首先，更新 settings.py，在方法__init__()末尾储存新类Bullet所需的值：
settings.py
10.2）创建 Bullet 类
下面来创建储存 Bullet 类的文件 bullet.py
import pygame
from pygame.sprite import Sprite
# 管理飞船所发射子弹的类
class Bullet(Sprite):
# 在飞船当前为止创建一个子弹对象
def __init__(self, ai_game):
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
# 存储用小数表示的子弹位置
self.y = float(self.rect.y)
# 向上移动子弹
def update(self):
# 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
# 在屏幕上绘制子弹
def draw_bullet(self):
pygame.draw.rect(self.screen, self.color, self.rect)
10.3）将子弹存储到编组中
在 Alieninvasion 中创建一个编组，用于存储所有有效子弹，以便管理发射出取的所有子弹。
首先，在__init__()中创建用于存储子弹的编组：
alien_invasion.py
然后再 whilie 循环中更新子弹的位置：
alien_invasion.py
10.4）开火
再 AlienInvasion 中，需要修改_check_keydwon_events()，以便玩家按空格键时发射一颗子弹。还需修改_update_screen()，确保在调用 flip() 前在屏幕上重绘每颗子弹。
编写一个新方法_fire_bullet()来完成这项任务：
alien_invasion.py
10.5）删除消失的子弹
当前，子弹在抵达屏幕顶端后消失，但这仅仅是因为Pygame无法在屏幕外绘制她们。实际上子弹依旧存在。需要将这些消失的子弹删除，否则游戏所做的无谓工作越来越多，进而变得越来慢。为此需要检测表示子弹的 rect 的 bottom 属性是否为零。如果是，则表明子弹已飞过屏幕顶端。
alien_invasion.py
10.6）限制子弹数量
为鼓励玩家有目的的射击，为此对同时出现在屏幕的子弹数量限制。
首先，在setting.py 中存储最大子弹数：
settings.py
这将未消失的子弹数限制为三颗。在 AlienInvasion 的 _fire_bullet() 中，在创建新子弹前检查未消失的子弹数是否小于该设置：
alien_invasion.py
现在屏幕上不会同时出现超过3颗子弹。
10.7）创建方法_update_bullets()
编写并检查子弹管理代码后，可将其移动到一个独立的方法中，确保 AlienInvasion 类组织有序。为此，创建一个名为_update_bulltes()的新方法，并将其放在_update_screen()前面：
alien_invasion.py
请再次运行 alien_invasion.py，确认发射子弹时没有错误。
至此武装飞船的程序已经完成了。
11）完整程序
alien_invasion.py
import sys
import pygame
from settings import Settings
from ship import Ship
from bullet import Bullet
# 管理游戏资源和行为的类
class AlienInvasion:
# 初始化游戏并创建游戏资源
def __init__(self):
pygame.init()
self.settings = Settings()
# 全屏模式
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")
# 游戏窗口尺寸
self.screen = pygame.display.set_mode(
(self.settings.screen_width, self.settings.screen_height))
self.ship = Ship(self)
self.bullets = pygame.sprite.Group()
# 开始游戏的主循环
def run_game(self):
while True:
self._check_events()
self.ship.update()
self._update_bullets()
self._update_screen()
# 响应键盘和鼠标事件
def _check_events(self):
for event in pygame.event.get():
if event.type == pygame.QUIT:
sys.exit()
elif event.type == pygame.KEYDOWN:
self._check_keydown_events(event)
elif event.type == pygame.KEYUP:
self._check_keyup_events(event)
# 响应按键
def _check_keydown_events(self, event):
if event.key == pygame.K_RIGHT:
# 向右移动飞船
self.ship.moving_right = True
elif event.key == pygame.K_LEFT:
# 向左移动飞船
self.ship.moving_left = True
elif event.key == pygame.K_q:
sys.exit()
elif event.key == pygame.K_SPACE:
self._fire_bullet()
# 响应松开
def _check_keyup_events(self, event):
if event.key == pygame.K_RIGHT:
self.ship.moving_right = False
elif event.key == pygame.K_LEFT:
self.ship.moving_left = False
# 创建一颗子弹，并将其加入编组 bullets 中
def _fire_bullet(self):
if len(self.bullets) < self.settings.bullets_allowed:
new_bullet = Bullet(self)
self.bullets.add(new_bullet)
# 更新子弹位置并删除消失的子弹
def _update_bullets(self):
# 更新子弹位置
self.bullets.update()
# 删除消失的子弹
for bullet in self.bullets.copy():
if bullet.rect.bottom <= 0:
self.bullets.remove(bullet)
print(len(self.bullets))
# 更新屏幕上的图像，切换到新屏幕
def _update_screen(self):
self.screen.fill(self.settings.bg_color)
self.ship.blitme()
for bullet in self.bullets.sprites():
bullet.draw_bullet()
# 让最近绘制的屏幕可见
pygame.display.flip()
# 创建游戏实例并运行游戏
if __name__ == '__main__':
ai = AlienInvasion()
ai.run_game()
setting.py
# 储存游戏《外星人入侵》中所有设置的类
class Settings:
# 初始化游戏设置
def __init__(self):
# 屏幕设置
self.screen_width = 1200
self.screen_height = 800
self.bg_color = (230, 230, 230)
# 飞船设置
self.ship_speed = 1.5
# 子弹设置
self.bullet_speed = 1.0
self.bullet_width = 3
self.bullet_height = 15
self.bullet_color = (60, 60, 60)
self.bullets_allowed = 3
ship.py
import pygame
# 管理飞船的类
class Ship:
def __init__(self, ai_game):
# 初始化飞船并设置其初始位置
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
# 在飞船的属性x中存储小数值
self.x = float(self.rect.x)
# 移动标志
self.moving_right = False
self.moving_left = False
# 根据移动标志调整飞船位置
def update(self):
# 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
# 根据self.x 更新rect对象。
self.rect.x = self.x
# 指定位置绘制飞船
def blitme(self):
self.screen.blit(self.image, self.rect)
bullet.py
import pygame
from pygame.sprite import Sprite
# 管理飞船所发射子弹的类
class Bullet(Sprite):
# 在飞船当前为止创建一个子弹对象
def __init__(self, ai_game):
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
# 存储用小数表示的子弹位置
self.y = float(self.rect.y)
# 向上移动子弹
def update(self):
# 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
# 在屏幕上绘制子弹
def draw_bullet(self):
pygame.draw.rect(self.screen, self.color, self.rect)