【Python】游戏：飞机大战

本文主要内容：

1. 复现：Eric Matthes所著的《python编程从入门到实践》一书中，第12章到第14章的《外星人入侵》项目的代码，并成功运行。
2. 将项目的主要文件和代码做一个分享
3. 分享此项目完整代码的链接

第一部分：项目的效果图和目录树
项目的初始运行的效果：

项目的文件目录：

项目的依赖包：

第二部分：主要代码

alien_invasion.py
（主程序代码）

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
    :return:
    '''

    # 初始化设置和屏幕对象
    pygame.init()

    ai_settings = Settings()
    screen = pygame.display.set_mode((ai_settings.screen_width,ai_settings.screen_height))
    pygame.display.set_caption('Alien Invasion')

    # 绘制Play按钮
    play_button = Button(ai_settings, screen, 'Play')

    # 创建一个用于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
    ship = Ship(ai_settings, screen)

    # 创建一个用于存储子弹的编组
    bullets = Group()
    aliens = Group()

    # 创建外星人群
    gf.create_fleet(ai_settings, screen, ship, aliens)

    # 设置背景颜色
    bg_color = (230,230,230)

    # 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:   # 如果还存在飞船，则执行以下代码
            ship.update()  # 更新飞船位置
            gf.update_bullet(ai_settings, screen, stats, sb, ship, aliens, bullets)   # 更新子弹
            gf.update_aliens(ai_settings, screen, stats, sb, ship, aliens, bullets)    # 更新外星人位置

        # 每次循环都会重绘屏幕
        gf.update_screen(ai_settings, screen, stats, sb, ship, aliens, bullets, play_button)

run_game()

settings.py
（游戏参数设置文件）

    ''' 存储《外星人入侵》的所有设置的类 '''

    def __init__(self):
        '''初始化游戏的设置'''
        # 设置屏幕
        self.screen_width = 1200
        self.screen_height = 800
        self.bg_color = (230, 230, 230)

        # 飞船的设置
        self.ship_limit = 1     # 飞船艘数

        # 子弹设置
        self.bullet_width = 300    # 子弹宽度
        self.bullet_height = 15      # 子弹长度
        self.bullet_color = 60,60,60    # 子弹颜色
        self.bullets_allowed = 5

        # 设置外星人
        self.fleet_drop_speed = 10       # 外星人纵向移动速度

        # 以什么样的速度加快游戏节奏
        self.speedup_scale = 1.1
        # 外星人点数的提高速度
        self.score_scale = 1.5
        self.initialize_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 = 3
        self.alien_speed_factor = 1

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

        # 计分
        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
        # 设置外星人点数
        self.alien_points = int(self.alien_points * self.score_scale)

game_function.py
（游戏功能文件）

import sys
import pygame
from alien import Alien
from time import sleep
from bullet import Bullet


def check_events(ai_settings, screen, stats, sb, play_button, ship, aliens, bullets):
    '''响应按鼠标事件'''
    for event in pygame.event.get():
        if event.type == pygame.QUIT:
            sys.exit()
        elif event.type == pygame.KEYDOWN:      # 按下键盘
            check_keydown_events(event, ai_settings, screen, ship, bullets)

        elif event.type == pygame.KEYUP:        # 松开键盘
            check_keyup_events(event, ship)

        elif event.type == pygame.MOUSEBUTTONDOWN:  # 如果按下鼠标，触发点击鼠标事件
            mouse_x, mouse_y = pygame.mouse.get_pos()   # 获取鼠标点击的坐标
            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):
    '''在玩家单机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()

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'''
    screen.fill(ai_settings.bg_color)  # 设置背景颜色

    # 在飞船和外星人后面绘制所有子弹
    for bullet in bullets.sprites():
        bullet.draw_bullet()

    ship.blitme()  # 绘制小船
    aliens.draw(screen)    # 绘制外星人

    # 显示得分
    sb.show_score()

    # 如果游戏处于非激活状态，就绘制Play按钮
    '''
    代码顺序非常重要，因为是顺序执行。如果此代码放于绘制外星人代码之前
    则play按钮将会处于底层，无法呈现完整的矩形按钮
    '''
    if not stats.game_active:
        play_button.draw_button()

    # 让最近绘制的屏幕可见
    pygame.display.flip()


def check_keydown_events(event, ai_settings, screen, ship, bullets):
    '''按键响应'''
    if event.key == pygame.K_RIGHT:  # 如果按键盘右键，飞船右移
        ship.moving_right = True
    elif event.key == pygame.K_LEFT:  # 如果按键盘左键，飞船左移
        ship.moving_left = True
    elif event.key == pygame.K_SPACE:   # 如果按空格，发射子弹
        bullet_flag = True
        fire_bullet(ai_settings, screen, ship, bullets)
    elif event.key == pygame.K_q:   # 快捷键q结束游戏
        sys.exit()


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 create_fleet(ai_settings, screen, ship, aliens):
    '''创建外星人群'''
    # 创建一个外星人，并计算每行可以容纳多少外星人
    # 外星人间距为外星人宽度
    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)

    # 创建第一群外星人
    for row_number in range(number_rows):
        for alien_number in range(number_aliens_x):
            creat_alien(ai_settings, screen, aliens, alien_number, row_number)


def update_bullet(ai_settings, screen, stats, sb, ship, aliens, bullets):
    '''更新子弹位置，并删除已消失的子弹'''
    # 更新子弹位置
    bullets.update()

    # 删除已消失的子弹
    for bullet in bullets.copy():
        if bullet.rect.bottom <= 0:
            bullets.remove(bullet)
    # 检查是否有子弹击中了外星人
    # 如果是这样，就删除相应的子弹和外形人
    check_bullet_alien_collisions(ai_settings, screen, stats, sb, ship, aliens, bullets)

def fire_bullet(ai_settings, screen, ship, bullets):
    '''如果还没有到达限制，就发射一颗子弹'''
    # 创建一颗子弹，并将其加入到编组bullets中
    if len(bullets) < ai_settings.bullets_allowed:   # 如果屏幕上的子弹未超过最大允许范围，就发射一颗子弹
        new_bullet = Bullet(ai_settings, screen, ship)
        bullets.add(new_bullet)


def get_number_aliens_x(ai_settings, alien_width):
    '''计算每行可以容纳多少个外星人'''
    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 creat_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 get_number_rows(ai_settings, ship_height, alien_height):
    '''计算屏幕可以容纳多少行外星人'''
    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 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 update_aliens(ai_settings, screen, stats, sb, ship, aliens, bullets):
    '''
    检查是否有外星人位于屏幕边缘，并更新整群外星人的位置
    :param ai_settings:
    :param aliens:
    :return:
    '''
    check_fleet_edges(ai_settings, aliens)
    aliens.update()

    # 检查是否有外星人到达屏幕底端
    check_aliens_buttom(ai_settings, screen, stats, sb, ship, aliens, bullets)

    # 检测外星人和飞船碰撞
    if pygame.sprite.spritecollideany(ship, aliens):
        ship_hit(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:
        # 如果外星人为0， 删除现有的子弹，加快游戏节奏，并新建一群外形人
        # 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()
        # 创建新的一群外星人
        create_fleet(ai_settings, screen, ship, aliens)


def check_aliens_buttom(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:
            # 像飞船被碰到一样处理
            ship_hit(ai_settings, screen, stats, sb, ship, aliens, bullets)
            break


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减一
        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，并将飞创放到屏幕底端中央
        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_high_score(stats, sb):
    '''检查是否诞生了新的最高分'''
    if stats.score > stats.high_score:
        stats.high_score = stats.score
        sb.prep_high_score()

第三部分：完整项目链接分享
考虑到篇幅和大家使用的方便性，我已将此项目完整的代码以及项目演示效果的视频和项目导入到pycharm的步骤的视频压缩到同一文件中，上传到了本站的资源库，供道友们免费下载。

传送门如下：
① 百度网盘：
链接：https://pan.baidu.com/s/1p8lDf_Mk0a7FpGB24v2uqQ
提取码：6pwj

② CSDN
https://download.csdn.net/download/qq_35284513/25646536
也可以点击我CSDN个人中心 --> 资源 -->【Python】飞机大战演示+源代码.rar —> 点击下载

资源使用步骤如下（资源中附带使用方法）：

1. 解压alien_invasion.rar
2. 下载安装pycharm（社区版即可），并配置好pycharm的运行环境（具体的可百度）
3. pycharm环境配置完成后，将解压后的整个文件夹（文件夹名：alien_invasion）拖拽到pycharm图标上会自动打开pycharm并导入完整项目
4. 等待pycharm打开后，在最底部一栏中找到并点击Python Packages选项。如果左侧Installed一栏中没有pygame包，则在搜索框中搜索pygame，选中后点击右边Install，等待下载安装完成。
5. 最后打开alien_invasion.py文件，运行此文件（快捷键：ctrl + shift + F5）。

另：如何正确安装和配置 pycharm， 可参考站内的大佬们分享的方法，步骤都很详细。

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