Python编程从入门到实践:外星人入侵
发布日期:2021-06-29 17:11:07 浏览次数:2 分类:技术文章

本文共 12412 字,大约阅读时间需要 41 分钟。

开发系统和开发IDE

开发系统: Ubuntu 16.0.4 LTS

开发IDE: Visual Studio Code 版本: 1.32.3
Python版本: Python3
依赖库: pygame

 

相关问题以及解决

VM中安装linux系统,安装VS Code,搭建Python环境

 

相关第三方库

 

GitHub:


目录文件结构

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001.png

# 文件名 内容
- .vscode VSCode 配置
- images文件夹 存放所需图片
- alien.py 外星人属性,加载 绘制 移动 以及 边缘检测相关
- alien_invasion.py 程序入口,初始化游戏,循环事件检测以及绘制更新游戏屏幕
- bullet.py 子弹属性,位置更新 和 绘制
- button.py 开始按钮属性,绘制
- game_functions.py 存储大量让游戏运行的函数,响应按键和鼠标事件,更新屏幕上的图像,其他逻辑计算与处理
- game_stats.py 游戏运行状态信息,活动状态,分数和级别状态
- scoreboard.py 得分信息,显示当前和最高分数
- settings.py 游戏参数设置 ,飞船 外星人 记分 子弹 游戏速度 等设置
- ship.py 飞船属性, 位置更新 和 绘制

运行与效果

在 alien_invasion 文件夹中,终端命令:

python3 alien_invasion.py

需要linux系统以及Python3 和依赖库pygame支持

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002.png

点击 Play 开始

方向键 左右移动
空格 发射子弹 (同时最多3发) settings.py-> self.bullets_allowed = 3 # 限制子弹数目
退出 按 Q

alien.py

import pygamefrom pygame.sprite import Spriteclass Alien(Sprite):    """表示单个外星人的类"""    def __init__(self, ai_settings, screen):        """初始化外星人并设置其起始位置"""        super(Alien,self).__init__()        self.screen = screen        self.ai_settings = ai_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           # 同子弹一样处理 先在初始位置绘制 再设置准确位置        # 存储外星人的准确位置        self.x = float(self.rect.x)       def blitme(self):        """在指定位置绘制外星人"""        self.screen.blit(self.image, self.rect)     def update(self):        """向右或向左移动外星人"""        self.x += (self.ai_settings.alien_speed_factor *self.ai_settings.fleet_direction)  #-1表示向左移        self.rect.x = self.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:            return True        elif self.rect.left <= 0:            return True

alien_invasion.py

# 导入了模块sys 和pygameimport sys# 模块pygame 包含开发游戏所需的功能import pygame# 导入设置from settings import Settings# 导入飞船from ship import Ship# # 导入 Alien# from alien import Alien# 导入功能函数模块 在模块game_functions 而不是run_game() 中完成大部分工作。import game_functions as gf# pygame.sprite.Group 类类似于列表,但提供了有助于开发游戏的额外功能# 用于存储所有有效的子弹, 以便能够管理发射出去的所有子弹。from pygame.sprite import Group# 导入 GameStats 跟踪游戏统计信息from game_stats import GameStats# 导入按钮from button import Button# 导入Scoreboard 用于 创建记分牌from scoreboard import Scoreboard# pygame 文档 https://www.pygame.org/docs/ref/pygame.htmldef run_game():    # 初始化游戏并创建一个屏幕对象    pygame.init()  # ide 可能会误报 不存在    ai_settings = Settings()  # 设置    screen = pygame.display.set_mode(        (ai_settings.screen_width, ai_settings.screen_height))  # 屏幕大小  默认创建一个黑色屏幕    pygame.display.set_caption("Alien Invasion")    # 创建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    stats = GameStats(ai_settings)    # 创建一个Scoreboard 实例    sb = Scoreboard(ai_settings, screen, stats)    # 创建一艘飞船    ship = Ship(ai_settings, screen)  # 入参 包括屏幕 和 设置 信息    # 创建一个用于存储子弹的编组    # 创建了一个Group 实例, 并将其命名为bullets 。 这个编组是在while 循环外面创建的, 这样就无需每次运行该循环时都创建一个新的子弹    bullets = Group()    aliens = Group()    # # 创建一个外星人    # alien = Alien(ai_settings, screen)    # 创建外星人群    gf.create_fleet(ai_settings, screen, ship,aliens)    # 开始游戏的主循环    while True:        # 监视键盘鼠标事件        gf.check_events(ai_settings, screen, stats, sb, play_button, ship,aliens, bullets)        # 仅在游戏处于活动状态时才运行        if stats.game_active:            # 每次执行循环时都调用飞船的方法update() 根据标志 更新飞船位置 通过绘制实现移动            ship.update()            # 子弹更新            gf.update_bullets(ai_settings, screen, stats, sb, ship,aliens, bullets)            print(len(bullets))            # 更新每个外星人的位置            gf.update_aliens(ai_settings, screen, stats, sb, ship, aliens,bullets)        # 绘制更新屏幕        gf.update_screen(ai_settings, screen, stats, sb, ship, aliens,bullets, play_button)run_game()

bullet.py

import pygamefrom pygame.sprite import Spriteclass Bullet(Sprite):    """一个对飞船发射的子弹进行管理的类"""    def __init__(self, ai_settings, screen, ship):        """在飞船所处的位置创建一个子弹对象"""        # 了解 super 可参见  https://www.jianshu.com/p/6b79d13fcff5        super(Bullet, self).__init__()  # 在super机制里可以保证公共父类仅被执行一次        self.screen = screen        # 在(0,0)处创建一个表示子弹的矩形, 再设置正确的位置        # 子弹并非基于图像的, 因此我们必须使用pygame.Rect() 类从空白开始创建一个矩形。        self.rect = pygame.Rect(            0, 0, ai_settings.bullet_width, ai_settings.bullet_height)        # 正确的位置        self.rect.centerx = ship.rect.centerx        self.rect.top = ship.rect.top        # 存储用小数表示的子弹位置        self.y = float(self.rect.y)        self.color = ai_settings.bullet_color        self.speed_factor = ai_settings.bullet_speed_factor    # 位置更新    def update(self):        """向上移动子弹"""        # 更新表示子弹位置的小数值        self.y -= self.speed_factor        # 更新表示子弹的rect的位置        self.rect.y = self.y    # 绘制子弹    def draw_bullet(self):        """在屏幕上绘制子弹"""        pygame.draw.rect(self.screen, self.color, self.rect)

button.py

# 导入了模块pygame.font , 它让Pygame能够将文本渲染到屏幕上import pygame.fontclass Button():    def __init__(self, ai_settings, screen, msg):        """初始化按钮的属性"""        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"""        # 调用font.render() 将存储在msg 中的文本转换为图像, 然后将该图像存储在msg_image 中        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    # 创建方法draw_button() , 通过调用它可将这个按钮显示到屏幕上    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)

game_functions.py

此部分过多 请查看GitHub代码

game_stats.py

#在这个游戏运行期间, 我们只创建一个GameStats 实例, 但每当玩家开始新游戏时, 需要重置一些统计信息。#我们在方法reset_stats() 中初始化大部分统计信息,而不是在__init__() 中直接初始化它们。 class GameStats():    """跟踪游戏的统计信息"""    def __init__(self, ai_settings):        """初始化统计信息"""        self.ai_settings = ai_settings        self.reset_stats()        # 让游戏一开始处于非活动状态 单击Play按钮来开始游戏        self.game_active = False        # 在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.ai_settings.ship_limit        self.score = 0        self.level = 1

scoreboard.py

import pygame.fontfrom ship import Shipfrom pygame.sprite import Groupclass Scoreboard():    """显示得分信息的类"""    def __init__(self, ai_settings, screen, stats):        """初始化显示得分涉及的属性"""        self.screen = screen        self.screen_rect = screen.get_rect()        self.ai_settings = ai_settings        self.stats = 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()  # 当前等级        self.prep_ships()  # 剩余飞船    def prep_score(self):        """将得分转换为一幅渲染的图像"""        rounded_score = int(round(self.stats.score, -1))  # 将得分显示为10的整数倍        # score_str = str(self.stats.score)  # 首先将数字值stats.score 转换为字符串        score_str = "{:,}".format(rounded_score)        self.score_image = self.font.render(            score_str, True, self.text_color, self.ai_settings.bg_color)        # 将得分放在屏幕右上角        self.score_rect = self.score_image.get_rect()        self.score_rect.right = self.screen_rect.right - 20        self.score_rect.top = 20    # 显示渲染好的得分图像    def show_score(self):        """在屏幕上显示当前得分和最高得分"""        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)        # 绘制飞船        self.ships.draw(self.screen)    def prep_high_score(self):        """将最高得分转换为渲染的图像"""        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)        # 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 prep_level(self):        """将等级转换为渲染的图像"""        self.level_image = self.font.render(            str(self.stats.level), True, self.text_color, self.ai_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()        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)

settings.py

class Settings():    """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"""        # 屏幕设置        self.screen_width = 1200        self.screen_height = 800        self.bg_color = (230, 230, 230)        # 飞船的设置        self.ship_speed_factor = 1.5  # 速度        self.ship_limit = 3        # 子弹设置        self.bullet_speed_factor = 3        self.bullet_width = 3        self.bullet_height = 15        self.bullet_color = 60, 60, 60        self.bullets_allowed = 3  # 限制子弹数目        # 外星人设置        self.alien_speed_factor = 1        self.fleet_drop_speed = 10  # fleet_drop_speed 指定了有外星人撞到屏幕边缘时, 外星人群向下移动的速度        # fleet_direction为1表示向右移, 为-1表示向左移        self.fleet_direction = 1        # 记分        self.alien_points = 50        # 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()  # 设置speedup_scale , 用于控制游戏节奏的加快速度2 表示玩家每提高一个等级, 游戏的节奏就翻倍; 1表示游戏节奏始终不变。    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; 为-1表示向左        self.fleet_direction = 1    def increase_speed(self):        """提高速度设置"""        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)        print(self.alien_points)

ship.py

import pygamefrom pygame.sprite import Spriteclass Ship(Sprite):    def __init__(self, ai_settings,screen):        """初始化飞船并设置其初始位置"""        super(Ship, self).__init__()                self.screen = screen  # 屏幕数据        self.ai_settings = ai_settings  # 设置        # 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()        self.screen_rect = screen.get_rect()        # 将每艘新飞船放在屏幕底部中央        # 在Pygame中, 原点(0, 0)位于屏幕左上角, 向右下方移动时, 坐标值将增大        self.rect.centerx = self.screen_rect.centerx  #每次飞船移动 只是 rect.centerx 改变  rect.bottom 不变        self.rect.bottom = self.screen_rect.bottom        # 在飞船的属性center中存储小数值        self.center = float(self.rect.centerx)        # 移动标志  玩家按住右箭头键不放时, 我们希望飞船不断地向右移动, 直到玩家松开为止 让游戏检测pygame.KEYUP 事件然        # 后, 我们将结合使用KEYDOWN 和KEYUP 事件, 以及一个名为moving_right 的标志来实现持续移动        self.moving_right = False        self.moving_left = False    def update(self):        """根据移动标志调整飞船的位置"""        # 更新飞船的center值, 而不是rect        if self.moving_right and self.rect.right < self.screen_rect.right: # 限制右边界            self.center += self.ai_settings.ship_speed_factor        if self.moving_left and self.rect.left > 0: # 限制左边界            self.center -= self.ai_settings.ship_speed_factor        # 根据self.center更新rect对象        self.rect.centerx = self.center  #self.rect.centerx 将只存储self.center 的整数部分, 但对显示飞船而言, 这问题不大    def blitme(self):        """在指定位置绘制飞船"""        self.screen.blit(self.image, self.rect)    def center_ship(self):        """让飞船在屏幕上居中"""        self.center = self.screen_rect.centerx

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