Python 開發 項目《外星人入侵》

2019-02-05

本篇心路歷程：

本篇是打算記錄自己的第一個python項目，也是眾人皆知的《外星人入侵項目》，本項目大概500多行。趁着寒假，大概耗時3天吧，把完整代碼敲了出來，當然是照着書敲的啦，本人也是剛剛入門python。

打算在python這條路上走得更遠一些吧，也以此來記錄自己。其實前些天是在看python基礎的視頻，在選擇看視頻學習和看書籍學習也是迷茫了一段時間。感覺看視頻學習python的話呢，可以是可以，但是要有書籍作為輔助，不然你拿什么敲代碼呢？自己感覺還是，以書籍為主，照着書上的代碼敲，如果感覺敲煩了的話，可以看下視頻的。但是長期跟視頻而缺少了敲代碼的時間是不可取的哦。目前本人大二啦，迷茫肯定是在所難免，還是希望我們都堅定一些，按照自己的想法，去做就好啦！

反思一下：

在照着書本敲代碼的過程中，還是需要多思考，多問自己一些問題，每隔一段時間就要回顧一下，不然真的會忘的！只有多思考，多回顧才能掌握的更好

 

以下是完整代碼：詳情（包括圖片）見www.ituring.com.cn/book/1861，點擊隨書下載就可以找到啦

說下我在寫這些源碼時遇到的問題：

有些問題確實是因為粗心導致的，比如沒有繼承Sprite類啦啊；把"."寫出“，”啦；等等，也耗費了不少時間

有幾個和書上的代碼不一樣，我自己照着書上的源碼寫的時候，Python 3.7.2 Shell IDLE編譯器報錯，我就按照自己的想法改了一下。比如這個問題（這只是一個種類，這一類在完整的代碼里還會出現很多）：

 

ship=Ship()
ship._init_(ai_settings,screen)

而書上的代碼是這樣的

ship=Ship(ai_settings,screen)

就是需要自己執行_init_()方法，而不能之間賦值。這個問題目前我也不知道是python版本的問題還是編譯器的問題，可能在不同的環境下執行情況會不同

 

以下代碼都是修改后的哦

 

alien.py

 

from pygame.sprite import Sprite
import pygame
class Alien(Sprite):
    """表示單個外星人的類"""
    def _init_(self,ai_settings,screen):
        """初始化外星人並設置其起始位置"""
        #super(Alien,self)._init_()
        self.screen=screen
        self.ai_settings=ai_settings
        #加載外星人圖像，並設置其rect屬性
        self.image=pygame.image.load(r'C:\\Users\\zhenglanli\\AppData\\Local\\Programs\\Python\\Python37\\alien_invasion\\images\\alien.bmp')
        self.rect=self.image.get_rect()
        #每個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
        #存儲外星人的准確位置
        self.x=float(self.rect.x)
    def check_edges(self):
        """如果外星人位於屏幕邊緣，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
    def update(self):
        """向左或右移動外星人"""
        self.x += (self.ai_settings.alien_speed_factor*
                   self.ai_settings.fleet_direction)
        self.rect.x = self.x
    def blitme(self):
        """在指定位置繪制外星人"""
        self.screen.blit(self.image,self.rect)

alien_invasion.py

import pygame
from pygame.sprite import Group
from settings import Settings
from ship import Ship
from alien import Alien
import game_functions as gf
from game_stats import GameStats
from button import Button
from scoreboard import Scoreboard
def run_game():
    #初始化游戲並創建一個屏幕對象
    pygame.init()
    ai_settings = Settings()
    ai_settings._init_()
    screen=pygame.display.set_mode((ai_settings.screen_width,ai_settings.screen_height))
    pygame.display.set_caption("Alien Invasion")
    #創建一個用於存儲游戲統計信息的實例,並創建記分牌
    stats=GameStats()
    stats._init_(ai_settings)
    sb=Scoreboard()
    sb._init_(ai_settings,screen,stats)
    #設置背景色
    bg_color=(230,230,230)
    #創建一艘飛船,一個用於存儲子彈的編組,一個外星人編組
    ship=Ship()
    ship._init_(ai_settings,screen)
    bullets=Group()
    aliens=Group()
    #創建外星人群
    gf.create_fleet(ai_settings,screen,ship,aliens)
    """#創建一個外星人
    alien=Alien()
    alien._init_(ai_settings,screen)"""
    #創建play按鈕
    play_button=Button()
    play_button._init_(ai_settings,screen,"Play")
    
    
    #開始游戲的主循環
    while True:
        #監控鍵盤和鼠標事件
        #gf.check_events(ship)
        gf.check_events(ai_settings,screen,stats,sb,play_button,ship,
                        aliens,bullets)
        if stats.game_active:
            ship.update()
            gf.update_bullets(ai_settings,screen,stats,sb,ship,aliens,bullets)
            gf.update_aliens(ai_settings,stats,screen,sb,ship,aliens,bullets)
        gf.update_screen(ai_settings,screen,stats,sb,ship,aliens,bullets,play_button)
run_game()

bullet.py

import pygame
from pygame.sprite import Sprite

class Bullet(Sprite):
    """一個對飛船發射的子彈進行管理的類"""
    def _init_(self,ai_settings,screen,ship):
        """在飛船所處的位置創建一個子彈對象"""
        #super(Bullet,self)._init_()
        self.screen=screen
        #在(0,0)處創建一個表示子彈的矩形，再設置正確的位置
        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
        #存儲用小數表示的子彈位置
        self.y=float(self.rect.y)
        self.color=ai_settings.bullet_color
        self.speed_factor = ai_settings.bullet_speed_factor
    def update(self):
        """向上移動子彈"""
        #更新表示子彈位置的小數值

        self.y -=self.speed_factor
        #更新表示子彈的rect的位置
        self.rect.y=self.y
    def draw_bullet(self):
        #在屏幕上繪制子彈
        pygame.draw.rect(self.screen,self.color,self.rect)

button.py

import pygame.font
class Button():
    def _init_(self,ai_settings,screen,msg):
        """初始化按鈕的屬性"""
        self.screen=screen
        self.screen_rect=screen.get_rect()
        #設置按鈕的尺寸和其他屬性
        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)
        #創建按鈕的rect對象，並使其居中
        self.rect=pygame.Rect(0,0,self.width,self.height)
        self.rect.center=self.screen_rect.center
        #按鈕的標簽只需創建一次
        self.prep_msg(msg)
    def prep_msg(self,msg):
        """將msg渲染為圖像，並使其在按鈕上居中"""
        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
    def draw_button(self):
        #繪制一個用顏色填充的按鈕，再繪制文本
        self.screen.fill(self.button_color,self.rect)
        self.screen.blit(self.msg_image,self.msg_image_rect)

game_function.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):
    """響應按鍵"""
    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)
    elif event.key == pygame.K_q:
        pygame.quit()
        sys.exit()
def fire_bullet(ai_settings,screen,ship,bullets):
    """如果還沒有達到限制，就發射一顆子彈"""
    #創建一顆子彈，並將其加入到編組bullets中
    if len(bullets)<ai_settings.bullets_allowed:
        new_bullet=Bullet()
        new_bullet._init_(ai_settings,screen,ship)
        bullets.add(new_bullet)
    
    
def check_keyup_events(event,ship):
    """響應松開"""
    if event.key == pygame.K_RIGHT:
                ship.moving_right = False
    elif event.key == pygame.K_LEFT:
                ship.moving_left = False
def check_events(ai_settings,screen,stats,sb,play_button,ship,aliens,bullets):
    """響應按鍵和鼠標事件"""
    for event in pygame.event.get():
        if event.type==pygame.QUIT:
            pygame.quit()
            sys.exit()
        elif event.type==pygame.MOUSEBUTTONDOWN:
            mouse_x,mouse_y=pygame.mouse.get_pos()
            check_play_button(ai_settings,screen,stats,sb,play_button,ship,aliens,bullets,mouse_x,mouse_y)
        elif event.type==pygame.KEYDOWN:
            check_keydown_events(event,ai_settings,screen,ship,bullets)
        elif event.type==pygame.KEYUP:
            check_keyup_events(event,ship)
def check_play_button(ai_settings,screen,stats,sb,play_button,ship,aliens,bullets,
                      mouse_x,mouse_y):
    """在玩家單擊Play按鈕時開始新游戲"""
    # if play_button.rect.collidepoint(mouse_x,mouse_y):
    button_clicked= play_button.rect.collidepoint(mouse_x,mouse_y)
    if button_clicked and not stats.game_active:
        #重置游戲設置
        ai_settings.initialize_dynamic_settings()
        #隱藏光標
        pygame.mouse.set_visible(False)
        #重置游戲信息
        stats.reset_stats()
        stats.game_active=True
        #重置記分牌圖像
        sb.prep_score()
        sb.prep_high_score()
        sb.prep_level()
        sb.prep_ships()
        #清空外星人列表和子彈列表
        aliens.empty()
        bullets.empty()
        #創建一群新的外星人，並讓飛船居中
        create_fleet(ai_settings,screen,ship,aliens)
        ship.center_ship()
def update_screen(ai_settings,screen,stats,sb,ship,aliens,bullets,play_button):
    """更新屏幕上的圖像，並切換到新屏幕"""
    #每次循環時都重繪屏幕
    screen.fill(ai_settings.bg_color)
    #在飛船和外星人后面重繪所有子彈
    for bullet in bullets.sprites():
        bullet.draw_bullet()
    ship.blitme()
    aliens.draw(screen)
    #顯示得分
    sb.show_score()
    #如果游戲處於非活動狀態，就繪制Play按鈕
    if not stats.game_active:
        play_button.draw_button()
        #讓最近繪制的屏幕可見
    pygame.display.flip()
def update_bullets(ai_settings,screen,stats,sb,ship,aliens,bullets):
    """更新子彈的位置，並刪除已消失的子彈"""
    #更新子彈的位置
    bullets.update()
        #刪除已消失的子彈
    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):
    #檢查是否有子彈擊中了外星人
    #如果是這樣，就刪除相應的子彈和外星人
    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:
        #如果整群外星人都被消滅，就提高一個等級
        bullets.empty()
        ai_settings.increase_speed()
        #提高等級
        stats.level +=1
        sb.prep_level()
        create_fleet(ai_settings,screen,ship,aliens)
def check_high_score(stats,sb):
    """檢查是否誕生了新的最高得分"""
    if stats.score>stats.high_score:
        stats.high_score=stats.score
        sb.prep_high_score()
def get_number_aliens_x(ai_settings,alien_width):
    """計算每行可容納多少個外星人"""
    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 get_number_rows(ai_settings,ship_height,alien_height):
    """計算屏幕可容納多少行外星人"""
    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 create_alien(ai_settings,screen,aliens,alien_number,row_number):
    """創建一個外星人，並將其放在當前行"""
    alien=Alien()
    alien._init_(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 create_fleet(ai_settings,screen,ship,aliens):
    """創建外星人群"""
    #創建一個外星人，並計算一行可容納多少個外星人
    #外星人間距為外星人寬度
    alien=Alien()
    alien._init_(ai_settings,screen)
    """alien_width=alien.rect.width
    available_space_x=ai_settings.screen_width-2*alien_width
    number_aliens_x=int(available_space_x/(2*alien_width))"""
    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)

    """#創建第一行外星人"""
    #創建外星人群
    
    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)
        """#創建一個外星人並將其加入當前行
        alien=Alien()
        alien._init_(ai_settings,screen)
        alien.x=alien_width+2*alien_width*alien_number
        alien.rect.x=alien.x
        aliens.add(alien)"""
def check_fleet_edges(ai_settings,aliens):
    """有外星人到達邊緣時采取相應的措施"""
    for alien in aliens.sprites():
        if alien.check_edges():
            change_fleet_direction(ai_settings,aliens)
            break
def change_fleet_direction(ai_settings,aliens):
    """將整群外星人下移，並改變它們的方向"""
    for alien in aliens.sprites():
        alien.rect.y +=ai_settings.fleet_drop_speed
    ai_settings.fleet_direction *=-1
def ship_hit(ai_settings,stats,screen,sb,ship,aliens,bullets):
    """響應被外星人撞到的飛船"""
    if stats.ships_left>0:
        #將ships_left減1
        stats.ships_left -=1
        #更新記分牌
        sb.prep_ships()
        #清空外星人列表和子彈列表
        aliens.empty()
        bullets.empty()
        #創建一群新的外星人，並將飛船放到屏幕底部中央
        create_fleet(ai_settings,screen,ship,aliens)
        ship.center_ship()
        #暫停
        sleep(0.5)
    else:
        stats.game_active = False
        pygame.mouse.set_visible(True)
def check_aliens_bottom(ai_settings,stats,screen,sb,ship,aliens,bullets):
    """檢查是否有外星人到達了屏幕底端"""
    screen_rect=screen.get_rect()
    for alien in aliens.sprites():
        if alien.rect.bottom >=screen_rect.bottom:
            #像飛船被撞到一樣進行處理
            ship_hit(ai_settings,stats,screen,sb,ship,aliens,bullets)
            break

def update_aliens(ai_settings,stats,screen,sb,ship,aliens,bullets):
    """檢查是否有外星人位於屏幕邊緣,更新外星人群中所有外星人的位置"""
    check_fleet_edges(ai_settings,aliens)
    aliens.update()
    #檢測外星人和飛船之間的碰撞
    if pygame.sprite.spritecollideany(ship,aliens):
        ship_hit(ai_settings,stats,screen,sb,ship,aliens,bullets)
    #檢查是否有外星人到達屏幕底端
    check_aliens_bottom(ai_settings,stats,screen,sb,ship,aliens,bullets)

game_stats.py

class GameStats():
    
    """跟蹤游戲的統計信息"""
    def _init_(self,ai_settings):
        """初始化統計信息"""
        self.ai_settings=ai_settings
        self.reset_stats()
        #游戲剛啟動時處於非活動狀態
        self.game_active = False
        #在任何情況下都不應重置最高得分
        self.high_score=0
    def reset_stats(self):
        """初始化在游戲運行期間可能變化的統計信息"""
        self.ships_left =self.ai_settings.ship_limit
        self.score = 0
        self.level=1
    

scoreboard.py

import pygame.font
from pygame.sprite import Group
from ship import Ship
class Scoreboard():
    """顯示得分信息的類"""
    def _init_(self,ai_settings,screen,stats):
        """初始化顯示得分涉及的屬性"""
        self.screen=screen
        self.screen_rect=screen.get_rect()
        self.ai_settings=ai_settings
        self.stats=stats
        #顯示得分信息時使用的字體設置
        self.text_color=(30,30,30)
        self.font=pygame.font.SysFont(None,48)
        
        #准備包含最高得分和當前得分的圖像
        self.prep_score()
        self.prep_high_score()
        self.prep_level()
        self.prep_ships()
        
    def prep_score(self):
        """"將得分轉換為一副渲染的圖像"""
        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)
        #將得分放在屏幕右上方
        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):
        """將最高得分轉換為渲染的圖像"""
        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)
        #將最高得分放在屏幕頂部中央
        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):
        """將等級轉換為渲染的圖像"""
        self.level_image=self.font.render(str(self.stats.level),True,
                                          self.text_color,self.ai_settings.bg_color)
        #將等級放在得分下方
        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 show_score(self):
        """在屏幕上顯示得分和最高得分和等級"""
        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)
        #繪制飛船
        self.ships.draw(self.screen)
    def prep_ships(self):
        """顯示還余下多少艘飛船"""
        self.ships=Group()
        for ship_number in range(self.stats.ships_left):
            ship=Ship()
            ship._init_(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():
    """存儲《外星人入侵》的所有設置的類"""
    def _init_(self):
        #初始化游戲的靜態設置
        #屏幕設置
        self.screen_width=800
        self.screen_height=600
        self.bg_color=(230,230,230)
        #飛船的設置
        
        self.ship_limit = 3
        #子彈設置
        
        self.bullet_width=3
        self.bullet_height=10
        self.bullet_color=60,60,60
        self.bullets_allowed = 3
        #外星人設置
        
        self.fleet_drop_speed=10
        #以什么樣的速度加快游戲速度
        self.speedup_scale = 1.1
        #外星人點數的提高速度
        self.score_scale=1.5
        self.initialize_dynamic_settings()
        
    def initialize_dynamic_settings(self):
        """初始化隨游戲進行而變化的設置"""
        self.ship_speed_factor=1.5
        self.bullet_speed_factor=3
        self.alien_speed_factor=1
        #fleet_direction 為1表示向右移，為-1表示向左移
        self.fleet_direction=1
        #記分
        self.alien_points=50
    def increase_speed(self):
        """提高速度設置和外星人點數"""
        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)
      

ship.py

import pygame
from pygame.sprite import Sprite
class Ship(Sprite):
    def _init_(self,ai_settings1,screen1):
        """初始化飛船並設置其初始位置"""
        #super(Ship,self)._init_()
        self.screen=screen1
        self.ai_settings= ai_settings1
        #加載飛船圖像並獲取其外接矩形
        self.image=pygame.image.load(r'C:\\Users\\zhenglanli\\AppData\\Local\\Programs\\Python\\Python37\\alien_invasion\\images\\ship.bmp')
        self.rect=self.image.get_rect()
        self.screen_rect=screen1.get_rect()
        #將每艘新飛船放在屏幕底部中央
        self.rect.centerx=self.screen_rect.centerx
        self.rect.bottom=self.screen_rect.bottom
        #在飛船的屬性center中存儲小數值
        self.center=float(self.rect.centerx)
        #移動標志
        self.moving_right = False
        self.moving_left = False
    def update(self):
        """根據移動標志調整飛船的位置"""
        #更新飛船的center值，而不是rect
        if self.moving_right and self.rect.right< self.screen_rect.right:
            #self.rect.centerx +=1
            self.center += self.ai_settings.ship_speed_factor
           
        if self.moving_left and self.rect.left>0:
            """self.rect.centerx -=1"""
            self.center -= self.ai_settings.ship_speed_factor
        #根據self.center更新rect對象
        self.rect.centerx=self.center
    def blitme(self):
        """在指定位置繪制飛船"""
        self.screen.blit(self.image,self.rect)
    def center_ship(self):
        """讓飛船在屏幕上居中"""
        self.center=self.screen_rect.centerx