python实战【外星人入侵】游戏并改编为【梅西vsC罗】（球迷整活）——搭建环境、源码、读取最高分及生成可执行的.exe文件
文章目录
- 前言
- 安装Pygame
- 游戏的实现
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- 读写并存储【外星人入侵】游戏最高分
- 游戏源码
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- alien_invasion.py
- game_functions.py
- ship.py
- alien.py
- bullet.py
- button.py
- scoreboard.py
- game_stats.py
- settings.py
- 宇宙飞船和外星人的 .bmp类型文件
- 将游戏程序整理为 .exe文件
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- 第一步：在pycharm中安装Pyinstaller库
- 第二步：生成 .exe可执行程序
- 错误处理
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- 将【外星人入侵】改变为【梅西vsC罗】及其他趣味改编方法
前言
本篇文章将介绍python游戏【外星人入侵】代码的环境安装，具体介绍如何将游戏的最高分写入文件并在下次启动时读取、生成 .exe可执行文件、如何趣味性的改变游戏。游戏相关的所有源码已经在文章游戏实现———————游戏源码部分。
游戏介绍：
玩家控制着一艘出现在屏幕底部的飞船，使用左右键来左右移动飞船，使用空格键来发射子弹，玩家的任务就是击落每个从屏幕上方移动下来的外星人，当外星人碰到飞船或者屏幕底部时该飞船被摧毁，每个玩家可拥有艘飞船，当三艘飞船都被摧毁时结束游戏，并得出最高分。
由于不能上传视频，给大家看一下游戏图片效果
有三个备用飞船，中间的数字是最高得分，每次打开游戏会加载，右边最上面的数字是当前得分，下面的数字是当前关卡等级。 
安装Pygame
首先，使用pip来安装Pygame（目前下载的编译器大部分都是自带pip的，如是更老的版本，大家可以去搜索一下相关的安装方法，也不难），由于Python编译器在安装的过程中，大多数人其实那时候还不会python，然后在安装Pygame的时候发现编译器的路径不一样，或者也找不到了，终端命令也没用，很难搞。所以我们直接使用 Pycharm 来安装Pygame，这时候，Pycharm的优势就体现出来了。这种的安装还是看视频教程比较靠谱，给大家推荐一个短且非常有用的安装视频。
Pygame安装我是用的是里面的方法2.1，亲测有效。
游戏的实现
由于网上有很多【外星人入侵】小游戏的教程，我就不过多赘述原理了，讲的也不一定比别人好，代码直接在本模块后给大家，主要将一下如何将游戏得到的最高分写入文件，并在下次运行游戏时读取这个最高分。
读写并存储【外星人入侵】游戏最高分
此项目含有多个python文件，如果要将最高分写入文件，需要在此项目下文件夹中再多创建一个空白的.pkl文件文件，这个文件负责读写玩游戏时取得的最高分，要实现读取，还需要在读写最高分文件的python程序中导入pickel模块。每次检测到即将退出游戏，就保存当前最高分。
圈起来的部分就是主要进行读写最高分操作的python文件中需要添加的代码，同时，别忘了在文件夹中自己创建一个.pkl 的空白文件，否则就会报错FileNotFoundError: [Errno 2] No such file or directory: 'high_score.pkl' zhey这一点大家一定要注意。
下图是项目文件中添加的.pkl文件，这个文件的名称必须与代码中读写文件的那个文件名相同。
在识别点击错号就退出这部分代码中，也要调用一个保存最高分的函数 save_high_score()
如此，就完美实现了将最高分存入文档，并在下次运行游戏时读取最高分。
参考博客：Python——Pygame实现Alien Invasion之用pickle类保存最高分至本地 这个博客讲的还是蛮清晰的，但由于没有讲到必须要创建一个.pkl文件，很多人都会在这里出错。
游戏源码
alien_invasion.py
import pygame
from settings import Settings # 导入外观设置类
from ship import Ship
from alien import Alien
import game_functions as gf # as gf是指定别名，为了方便
from pygame.sprite import Group
from game_stats import GameStates
from button import Button
from scoreboard import Scoreboard
def run_game():
pygame.init()
# 创建 设置类 的实例，用来访问并修改 Settings类 里的内容
ai_settings = Settings()
# 创建一个名为 screen 的显示窗口，后面的参数是设置类里的屏幕属性
screen = pygame.display.set_mode((ai_settings.screen_width, ai_settings.screen_height))
ship = Ship(ai_settings, screen)
pygame.display.set_caption("外星人入侵")
# 创建Play按钮
play_button = Button(ai_settings, screen, "Play")
stats = GameStates(ai_settings)
sb = Scoreboard(ai_settings, screen, stats)
bullets = Group()
aliens = Group()
gf.create_fleet(ai_settings, screen, ship, aliens)
# 开始游戏主循环
while True:
gf.check_events(ai_settings,screen,stats,play_button,ship,aliens,bullets,sb)
if stats.game_active:
#重新绘制（更新屏幕上的子弹和飞船）
ship.update()
gf.update_bullets(ai_settings, screen, stats,sb,ship, aliens, bullets)
gf.update_aliens(ai_settings, ship, aliens, stats, screen, bullets,sb)
gf.update_screen(ai_settings, screen, stats, sb, ship, aliens, bullets, play_button)
run_game()
game_functions.py
import sys
import pygame
from bullet import Bullet
from alien import Alien
from time import sleep
def check_keydown_events(event, ai_settings, screen, ship, bullets):
if event.key == pygame.K_RIGHT:
ship.moving_right = True
elif event.key == pygame.K_LEFT:
ship.moving_left = True
elif event.key == pygame.K_SPACE:
fire_bullet(ai_settings, screen, ship, bullets)
def check_keyup_events(event, ship):
if event.key == pygame.K_RIGHT:
ship.moving_right = False
elif event.key == pygame.K_LEFT:
ship.moving_left = False
elif event.key == pygame.K_q:
sys.exit()
def check_events(ai_settings,screen,stats,play_button,ship,aliens,bullets,sb):
for event in pygame.event.get():
# 用户点击错号，就识别出来，退出游戏（退出程序）
if event.type == pygame.QUIT:
stats.save_high_score()
sys.exit()
# 按下方向键，触发KEYDOWN事件
elif event.type == pygame.KEYDOWN:
check_keydown_events(event, ai_settings, screen, ship, bullets)
# 松开方向键，触发KEYUP事件
elif event.type == pygame.KEYUP:
check_keyup_events(event, ship)
elif event.type==pygame.MOUSEBUTTONDOWN:
mouse_x,mouse_y=pygame.mouse.get_pos()
check_play_button(ai_settings,screen,stats,play_button,ship,aliens,bullets,mouse_x,mouse_y,sb)
def check_play_button(ai_settings,screen,stats,play_button,ship,aliens,bullets,mouse_x,mouse_y,sb ):
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
# 清空外星人列表和子弹列表
sb.prep_score()
sb.prep_high_score()
sb.prep_level()
sb.prep_ships()
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):
# 每次循环完都要刷新屏幕，并用背景色充满屏幕
screen.fill(ai_settings.bg_color)
# 在飞船和外星人后面重绘子弹
for bullet in bullets.sprites():
bullet.draw_bullet()
# 使用 Ship类中的blitme方法 在底部绘制飞船
ship.blitme()
aliens.draw(screen)
sb.show_score()
#如果游戏处于非活动状态
if not stats.game_active:
play_button.draw_button()
# 让最近绘制的屏幕可见
pygame.display.flip()
def update_bullets(ai_settings, screen, stats,sb,ship, aliens, bullets):
bullets.update()
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)
def check_bullet_alien_collisions(ai_settings, screen,stats,sb,ship, aliens, bullets):
collisions = pygame.sprite.groupcollide(bullets, aliens, True, True)
if collisions:
stats.score+=ai_settings.alien_points
sb.prep_score()
for aliens in collisions.values():
stats.score+=ai_settings.alien_points*len(aliens)
sb.prep_score()
check_high_score(stats, sb)
# 检查外星人是否被消灭完
if (len(aliens) == 0):
bullets.empty()
ai_settings.increase_speed()
create_fleet(ai_settings, screen, ship, aliens)
#提高等级
stats.level+=1
sb.prep_level()
create_fleet(ai_settings, screen, ship, aliens)
#检查是否是最高分
def check_high_score(stats, sb):
if stats.score > stats.high_score:
stats.high_score = stats.score
sb.prep_high_score()
def fire_bullet(ai_settings, screen, ship, bullets):
# 如果玩家按下空格，就创建一个子弹实例,并将其加入到编组bullets中
if len(bullets) < ai_settings.bullets_allowed:
new_bullet = Bullet(ai_settings, screen, ship)
bullets.add(new_bullet)
def get_number_aliens_x(ai_settings, alien_width):
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 create_alien(ai_setting, screen, aliens, alien_number, row_number):
alien = Alien(ai_setting, 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 create_fleet(ai_settings, screen, ship, aliens):
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)
for row_number in range(number_rows):
for alien_number in range(number_aliens_x):
create_alien(ai_settings, screen, aliens, alien_number, row_number)
# 计算外星人有多少行
def get_number_rows(ai_settings, ship_height, alien_height):
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_seetings, aliens):
for alien in aliens.sprites():
if alien.check_edges():
change_fleet_direction(ai_seetings, aliens)
break
# 将整体外星人下移，并改变他们的方向
def change_fleet_direction(ai_seetings, aliens):
for alien in aliens.sprites():
alien.rect.y += ai_seetings.fleet_drop_speed
ai_seetings.fleet_direction *= -1
# 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
def update_aliens(ai_settings, ship, aliens, stats, screen, bullets,sb):
check_fleet_edges(ai_settings, aliens)
aliens.update()
if pygame.sprite.spritecollideany(ship, aliens):
ship_hit(ai_settings, stats, screen, ship, aliens, bullets,sb)
check_aliens_bottom(ai_settings, stats, screen, ship, aliens, bullets,sb)
def ship_hit(ai_settings, stats, screen, ship, aliens, bullets,sb):
if stats.ships_left > 0:
# 相应被外星人撞到的飞，将ship_left减1
stats.ships_left -= 1
sb.prep_ships()
# 清空子弹和外星人
aliens.empty()
bullets.empty()
# 创建一群新的外星人，并将飞船放到屏幕底端中央
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_aliens_bottom(ai_settings, stats, screen, ship, aliens, bullets,sb):
# 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:
# 与飞船被撞到是一样的方法
ship_hit(ai_settings, stats, screen, ship, aliens, bullets,sb)
break
ship.py
import pygame
from pygame.sprite import Sprite
class Ship(Sprite):
def __init__(self,ai_settings,screen):
super(Ship,self).__init__()
self.screen=screen
self.ai_settings=ai_settings
self.image=pygame.image.load('ship.bmp') #加载同路径下的图片
self.rect=self.image.get_rect()
self.screen_rect=screen.get_rect() #获取飞船图像的外接矩形
# 让新飞船放在屏幕底部中央
self.rect.centerx=self.screen_rect.centerx
self.rect.bottom=self.screen_rect.bottom
self.center=float(self.rect.centerx)
self.moving_right=False
self.moving_left = False
def update(self):
# 左右移动飞船
if self.moving_right and self.rect.right<self.screen_rect.right:
self.center+=self.ai_settings.ship_speed_factor
if self.moving_left and self.rect.left>0:
self.center-=self.ai_settings.ship_speed_factor
self.rect.centerx=self.center
def blitme(self):
self.screen.blit(self.image, self.rect)
def center_ship(self):
self.center=self.screen_rect.centerx
alien.py
import pygame
from pygame.sprite import Sprite
class Alien(Sprite):
def __init__(self,ai_settings,screen):
super(Alien,self).__init__()
self.ai_settings = ai_settings
self.screen=screen
self.image = pygame.image.load('alien.bmp')
self.rect=self.image.get_rect()
self.rect.x=self.rect.width
self.rect.y=self.rect.height
self.x=float(self.rect.x)
def blitme(self):
self.screen.blit(self.image,self.rect)
def update(self):
#向左或者向右移动外星人（撞墙后就反向移动）
self.x+=(self.ai_settings.alien_speed_factor*
self.ai_settings.fleet_direction)
self.rect.x=self.x
#如果外星人撞到了屏幕边缘，就返回True
def check_edges(self):
screen_rect=self.screen.get_rect()
if self.rect.right>=screen_rect.right:
return True
elif self.rect.left<=0:
return True
bullet.py
import pygame
from pygame.sprite import Sprite
class Bullet(Sprite):
def __init__(self,ai_settings,screen,ship):
super().__init__()
self.screen=screen
# 在(0,0)处创建一个表示矩形的子弹
self.rect=pygame.Rect(0,0,ai_settings.bullet_width,
ai_settings.bullet_height)
self.rect.centerx=ship.rect.centerx
self.rect.top=ship.rect.top
self.y=float(self.rect.y)
self.color=ai_settings.bullet_color
self.speed_factor=ai_settings.bullet_speed_factor
def update(self):
#更新表示子弹的小数值
self.y-=self.speed_factor
#更新表示子弹的rect位置
self.rect.y=self.y
def draw_bullet(self):
#在屏幕上绘制子弹
pygame.draw.rect(self.screen,self.color,self.rect)
button.py
import pygame.font
class Button():
def __init__(self,ai_settings,screen,msg):
self.screen=screen
self.screen_rect=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，并让其居中
self.rect=pygame.Rect(0,0,self.width,self.height)
self.rect.center=self.screen_rect.center
#按钮的标签只需要创建一次
self.prep_msg(msg)
def prep_msg(self,msg):
self.msg_image=self.font.render(msg,True,self.text_color,self.button_color)
self.msg_image_rect=self.msg_image.get_rect()
self.msg_image_rect.center=self.rect.center
def draw_button(self):
self.screen.fill(self.button_color,self.rect)
self.screen.blit(self.msg_image,self.msg_image_rect)
scoreboard.py
import pygame.ftfont
from ship import Ship
from pygame.sprite import Group
class Scoreboard():
def __init__(self,ai_settings,screen,stats):
self.screen=screen
self.screen_rect=screen.get_rect()
self.ai_settings=ai_settings
self.stats=stats
# 显示得分时的字体
self.text_color=(30,30,30)
self.font=pygame.font.SysFont("arial",48)
self.prep_score()
self.prep_high_score()
self.prep_level()
self.prep_ships()
def prep_score(self):
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)
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):
high_score=int(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.ai_settings.bg_color)
self.high_score_rect=self.high_score_image.get_rect()
self.high_score_rect.centerx=self.screen_rect.centerx
self.high_score_rect.top=20
def prep_level(self):
self.level_image=self.font.render(str(self.stats.level),True,
self.text_color,self.ai_settings.bg_color)
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):
self.ships=Group()
for ship_number in range(self.stats.ships_left):
ship=Ship(self.ai_settings,self.screen)
ship.rect.x=10+ship_number*ship.rect.width
ship.rect.y=10
self.ships.add(ship)
def show_score(self):
self.screen.blit(self.score_image,self.score_rect)
self.screen.blit(self.high_score_image,self.high_score_rect)
self.screen.blit(self.level_image,self.level_rect)
self.ships.draw(self.screen)
game_stats.py
import pickle
class GameStates():
def __init__(self,ai_settings):
self.ai_settings=ai_settings
self.reset_stats()
self.game_active=False
self.high_score=0
def reset_stats(self):
#初始化在游戏期间可能变化的统计信息
self.ships_left=self.ai_settings.ship_limit
self.score = 0
self.level = 1
self.load_high_score()
def save_high_score(self):
f=open("high_score.pkl",'wb')
pickle.dump(str(self.high_score),f,0)
f.close()
def load_high_score(self):
f=open("high_score.pkl",'rb')
try:
str_high_score=pickle.load(f)
self.high_score=int(str_high_score)
except EOFError:
self.high_score=0
finally:
f.close()
settings.py
class Settings():
def __init__(self):
self.screen_width=1350
self.screen_height=780
self.bg_color=(230,230,230)
#飞船设置
self.ship_limit=3
#子弹设置
self.bullet_width=300
self.bullet_height=15
#深灰色子弹
self.bullet_color=60,60,60
self.bullets_allowed=4
# 外星人设置
self.fleet_drop_speed=25
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):
self.ship_speed_factor=1
self.bullet_speed_factor=3
self.alien_speed_factor = 0.7
# fleet_direction 为1表示向右移动，为-1表示向左移动
self.fleet_direction = 1
#计分
self.alien_points=30
def increase_speed(self):
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)
宇宙飞船和外星人的 .bmp类型文件
将游戏程序整理为 .exe文件
第一步：在pycharm中安装Pyinstaller库
有中文插件的话就打开左上方文件——设置——项目——python解释器——点击加号，搜索Pyinstaller，安装即可。
在pycharm底部会显示安装正在进行，安装结束后这个进程就消失，意味着安装成功。
第二步：生成 .exe可执行程序
在pycharm终端中输入 pyinstaller -F alien_invasion.py，如果你的游戏主程序不是 alien_invasion.py ，也可使用
pyinstaller -F 主程序.py的形式
在终端输入后点击回车
这个命令运行结束后，在此项目底下会生成一个 dist 文件夹，里面包含一个可执行程序.exe文件，这个.exe文件目前还是不能运行的，还要将程序所需文件添加进 dist 中，如外星人和宇宙飞船的bmp图，如果你创建了读取最高分的文件，还要将这个文件添加进这个文件中。
如此，这个exe程序就能正常运行了。
错误处理
先声明一下，并不是所有的设备都会出错，如果上述操作都无误，还出现了 .exe文件闪退的情况，可能是字体有问题，将代码中的字体由 None 改为一个系统自带的字体如"arial"
然后将上面生成的文件都删除，再次在终端输入 pyinstaller -F alien_invasion.py，生成 dist 文件后，再将相关文件复制进 dist 文件即可。
如果要将可执行程序发送给好友，需要将本模块提到的文件全部放入一个文件夹中再压缩为.zip文件，好友点击文件中的.exe文件即可运行游戏，好友不需要下载任何的编译器。
将【外星人入侵】改变为【梅西vsC罗】及其他趣味改编方法
相信了解过这个游戏的同学都知道如何修改以及修改后的效果了吧。
在网上找一张画质比较高的两个人物图片，先抠图并缩放图片（尺寸一定要和外星人、宇宙飞船的图片尺寸差不多），再利用电脑自带的画图功能将这两张图片转化为 .bmp格式，将这两个图片加入到项目中。
我这里给大家两张图片，大家可以直接保存。如果大家想创作别的人物的话，可以按照我上面的步骤来。
这就可以设置谁是‘外星人’，谁是‘宇宙飞船’了，我就将梅西设置为外星人，C罗设置为宇宙飞船了啊（仅供娱乐）
假如我将一张命名为CR7.bmp，一张命名为MESSI.bmp
然后将ship.py文件代码中的ship.bmp换成 CR7.bmp
将alien文件代码中的alien.bmp换成MESSI.bmp
当然，由于抠图的底色是白的，而我们代码中设置的RGB值(230,230,230)是浅灰色底色，看起来就像图片放在屏幕上一样，很难看。所以还要将这个参数改为（255,255,255），RGB值（255,255,255）是纯白色，可以与抠图的底色完全融合。
最后，将游戏名改为 梅西vsC罗（可以不改）
这样，【梅西vsC罗】就做好了。