Python应用实例（一）外星人入侵（三）
外星人入侵（三）
1.驾驶飞船
下面来让玩家能够左右移动飞船。我们将编写代码，在用户按左或右箭头键时做出响应。我们将首先专注于向右移动，再使用同样的原理来控制向左移动。通过这样做，你将学会如何控制屏幕图像的移动。
1.1 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。例如，如果玩家按下的是右箭头键，就增大飞船的rect.centerx值，将飞船向右移动：
def _check_events(self):
"""响应按键和鼠标事件。"""
for event in pygame.event.get():
if event.type == pygame.QUIT:
sys.exit()
❶ elif event.type == pygame.KEYDOWN:
❷ if event.key == pygame.K_RIGHT:
# 向右移动飞船。
❸ self.ship.rect.x += 1
在方法_check_events()中，为事件循环添加一个elif代码块，以便在Pygame检测到KEYDOWN事件时做出响应（见❶）。我们检查按下键（event.key）是否是右箭头键（pygame.K_RIGHT）（见❷）。如果是，就将self.ship.rect.centerx的值加1，从而将飞船向右移动（见❸）。
如果现在运行alien_invasion.py，则每按右箭头键一次，飞船都将向右移动1像素。这是一个开端，但并非控制飞船的高效方式。下面来改进控制方式，允许持续移动。
1.2 允许持续移动
玩家按住右箭头键不放时，我们希望飞船不断向右移动，直到玩家松开为止。我们将让游戏检测pygame.KEYUP事件，以便知道玩家何时松开右箭头键。然后，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。
当标志moving_right为False时，飞船不会移动。玩家按下右箭头键时，我们将该标志设置为True，在玩家松开时将该标志重新设置为False。
飞船的属性都由Ship类控制，因此要给这个类添加一个名为moving_right的属性和一个名为update()的方法。方法update()检查标志moving_right的状态。如果该标志为True，就调整飞船的位置。我们将在while循环中调用这个方法，以调整飞船的位置。
下面是对Ship类所做的修改：
class Ship:
"""管理飞船的类"""
def __init__(self, ai_game):
--snip--
# 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
# 移动标志。
❶ self.moving_right = False
❷ def update(self):
"""根据移动标志调整飞船的位置。"""
if self.moving_right:
self.rect.x += 1
def blitme(self):
--snip--
在方法__init__()中，添加属性self.moving_right，并将其初始值设置为False（见❶）。接下来，添加方法update()，在前述标志为True时向右移动飞船（见❷）。方法update()将通过Ship实例来调用，因此不是辅助方法。
接下来，需要修改_check_events()，使其在玩家按下右箭头键时将moving_right设置为True，并在玩家松开时将moving_right设置为False：
def _check_events(self):
"""响应按键和鼠标事件。"""
for event in pygame.event.get():
--snip--
elif event.type == pygame.KEYDOWN:
if event.key == pygame.K_RIGHT:
❶ self.ship.moving_right = True
❷ elif event.type == pygame.KEYUP:
if event.key == pygame.K_RIGHT:
self.ship.moving_right = False
在❶处，修改游戏在玩家按下右箭头键时响应的方式：不直接调整飞船的位置，而只是将moving_right设置为True。在❷处，添加一个新的elif代码块，用于响应KEYUP事件：玩家松开右箭头键（K_RIGHT）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()：
def run_game(self):
"""开始游戏主循环。"""
while True:
self._check_events()
self.ship.update()
self._update_screen()
飞船的位置将在检测到键盘事件后（但在更新屏幕前）更新。这样，玩家输入时，飞船的位置将更新，从而确保使用更新后的位置将飞船绘制到屏幕上。
如果现在运行alien_invasion.py并按住右箭头键，飞船将持续向右移动，直到松开为止。
1.3 左右移动
现在飞船能够持续向右移动了，添加向左移动的逻辑也很容易。我们将再次修改Ship类和方法_check_events()。下面显示了对Ship类的方法__init__()和update()所做的相关修改：
def __init__(self, ai_game):
--snip--
# 移动标志
self.moving_right = False
self.moving_left = False
def update(self):
"""根据移动标志调整飞船的位置。"""
if self.moving_right:
self.rect.x += 1
if self.moving_left:
self.rect.x -= 1
在方法__init__()中，添加标志self.moving_left。在方法update()中，添加一个if代码块而不是elif代码块，这样如果玩家同时按下了左右箭头键，将先增加再减少飞船的rect.x值，即飞船的位置保持不变。如果使用一个elif代码块来处理向左移动的情况，右箭头键将始终处于优先地位。从向左移动切换到向右移动时，玩家可能同时按住左右箭头键，此时前面的做法让移动更准确。
还需对_check_events()做两方面的调整：
alien_invasion.py
def _check_events(self):
"""响应按键和鼠标事件。"""
for event in pygame.event.get():
--snip--
elif event.type == pygame.KEYDOWN:
if event.key == pygame.K_RIGHT:
self.ship.moving_right = True
elif event.key == pygame.K_LEFT:
self.ship.moving_left = True
elif event.type == pygame.KEYUP:
if event.key == pygame.K_RIGHT:
self.ship.moving_right = False
elif event.key == pygame.K_LEFT:
self.ship.moving_left = False
如果因玩家按下K_LEFT键而触发了KEYDOWN事件，就将moving_left设置为True。如果因玩家松开K_LEFT而触发了KEYUP事件，就将moving_left设置为False。这里之所以可以使用elif代码块，是因为每个事件都只与一个键相关联。如果玩家同时按下左右箭头键，将检测到两个不同的事件。
如果此时运行alien_invasion.py，将能够持续左右移动飞船。如果同时按下左右箭头键，飞船将纹丝不动。
下面来进一步优化飞船的移动方式：调整飞船的速度，以及限制飞船的移动距离，以免其消失在屏幕之外。
1.4 调整飞船的速度
当前，每次执行while循环时，飞船最多移动1像素，但可在Settings类中添加属性ship_speed，用于控制飞船的速度。我们将根据这个属性决定飞船在每次循环时最多移动多远。下面演示了如何在settings.py中添加这个新属性：
class Settings:
"""存储游戏《外星人入侵》中所有设置的类。"""
def __init__(self):
--snip--
# 飞船设置
self.ship_speed = 1.5
将ship_speed的初始值设置为1.5。现在需要移动飞船时，每次循环将移动1.5像素而不是1像素。
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的速度。然而，rect的x等属性只能存储整数值，因此需要对Ship类做些修改：
class Ship:
"""管理飞船的类"""
❶ 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
--snip--
# 对于每艘新飞船，都将其放在屏幕底部的中央。
--snip--
# 在飞船的属性x中存储小数值。
❷ self.x = float(self.rect.x)
# 移动标志
self.moving_right = False
self.moving_left = False
def update(self):
"""根据移动标志调整飞船的位置。"""
# 更新飞船而不是rect对象的x值。
if self.moving_right:
❸ self.x += self.settings.ship_speed
if self.moving_left:
self.x -= self.settings.ship_speed
# 根据self.x更新rect对象。
❹ self.rect.x = self.x
def blitme(self):
--snip--
在❶处，给Ship类添加属性settings，以便能够在update()中使用它。鉴于现在调整飞船的位置时，将增减一个单位为像素的小数值，因此需要将位置赋给一个能够存储小数值的变量。可使用小数来设置rect的属性，但rect将只存储这个值的整数部分。为准确存储飞船的位置，定义一个可存储小数值的新属性self.x（见❷）。使用函数float()将self.rect.x的值转换为小数，并将结果赋给self.x。
现在在update()中调整飞船的位置时，将self.x的值增减settings.ship_speed的值（见❸）。更新self.x后，再根据它来更新控制飞船位置的self.rect.x（见❹）。self.rect.x只存储self.x的整数部分，但对显示飞船而言，这问题不大。
现在可以修改ship_speed的值了。只要它的值大于1，飞船的移动速度就会比以前更快。这有助于让飞船的反应速度足够快，以便射杀外星人，还让我们能够随着游戏的进行加快游戏的节奏。
注意 如果你使用的是macOS，可能发现即便ship_speed的值很大，飞船的移动速度还是很慢。要修复这种问题，可在全屏模式下运行游戏，我们稍后就将实现这种功能。
1.5 限制飞船的活动范围
当前，如果玩家按住箭头键的时间足够长，飞船将飞到屏幕之外，消失得无影无踪。下面来修复这种问题，让飞船到达屏幕边缘后停止移动。为此，将修改Ship类的方法update()：
def update(self):
"""根据移动标志调整飞船的位置。"""
# 更新飞船而不是rect对象的x值。
❶ if self.moving_right and self.rect.right < self.screen_rect.right:
self.x += self.settings.ship_speed
❷ 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
上述代码在修改self.x的值之前检查飞船的位置。self.rect.right返回飞船外接矩形右边缘的[插图]坐标。如果这个值小于self.screen_rect.right的值，就说明飞船未触及屏幕右边缘（见❶）。左边缘的情况与此类似：如果rect左边缘的[插图]坐标大于零，就说明飞船未触及屏幕左边缘（见❷）。这确保仅当飞船在屏幕内时，才调整self.x的值。
如果此时运行alien_invasion.py，飞船将在触及屏幕左边缘或右边缘后停止移动。真是太神奇了！只在if语句中添加一个条件测试，就让飞船在到达屏幕左右边缘时像被墙挡住了一样。
1.6 重构_check_events()
随着游戏的开发，方法_check_events()将越来越长。因此将其部分代码放在两个方法中，其中一个处理KEYDOWN事件，另一个处理KEYUP事件：
alien_invasion.py
def _check_events(self):
"""响应鼠标和按键事件。"""
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)
def _check_keydown_events(self, event):
"""响应按键。"""
if event.key == pygame.K_RIGHT:
self.ship.moving_right = True
elif event.key == pygame.K_LEFT:
self.ship.moving_left = True
def _check_keyup_events(self, event):
"""响应松开。"""
if event.key == pygame.K_RIGHT:
self.ship.moving_right = False
elif event.key == pygame.K_LEFT:
self.ship.moving_left = False
我们创建了两个新的辅助方法：_check_keydown_events()和_check_keyup_events()。它们都包含形参self和event。这两个方法的代码是从_check_events()中复制而来的，因此将方法_check_events()中相应的代码替换成了对这两个新方法的调用。现在，方法_check_events()更简单，代码结构也更清晰，在其中响应玩家输入时将更容易。
1.7 按q键退出
能够高效地响应按键后，我们来添加另一种退出游戏的方式。当前，每次测试新功能时，都需要单击游戏窗口顶部的X按钮来结束游戏，实在是太麻烦了。因此，我们来添加一个结束游戏的键盘快捷键—— Q键：
alien_invasion.py
def _check_keydown_events(self, event):
--snip--
elif event.key == pygame.K_LEFT:
self.ship.moving_left = True
elif event.key == pygame.K_q:
sys.exit()
在_check_keydown_events()中，添加一个代码块，用于在玩家按Q键时结束游戏。现在测试该游戏时，你可按Q键来结束游戏，而无须使用鼠标将窗口关闭。
1.8 在全屏模式下运行游戏
Pygame支持全屏模式，你可能会更喜欢在这种模式下而非常规窗口中运行游戏。有些游戏在全屏模式下看起来更舒服，而在macOS系统中用全屏模式运行会提升性能。
要在全屏模式下运行该游戏，可在__init__()中做如下修改：
alien_invasion.py
def __init__(self):
"""初始化游戏并创建游戏资源。"""
pygame.init()
self.settings = Settings()
❶ self.screen = pygame.display.set_mode((0, 0), pygame.FULLSCREEN)
❷ self.settings.screen_width = self.screen.get_rect().width
self.settings.screen_height = self.screen.get_rect().height
pygame.display.set_caption("Alien Invasion")
创建屏幕时，传入了尺寸(0, 0)以及参数pygame.FULLSCREEN（见❶）。这让Pygame生成一个覆盖整个显示器的屏幕。由于无法预先知道屏幕的宽度和高度，要在创建屏幕后更新这些设置（见❷）：使用屏幕的rect的属性width和height来更新对象settings。
如果你喜欢这款游戏在全屏模式下的外观和行为，请保留这些设置。如果你更喜欢这款游戏在独立的窗口中运行，可恢复到原来采用的方法——将屏幕尺寸设置为特定的值。
注意 在全屏模式下运行这款游戏之前，请确认能够按Q键退出，因为Pygame默认不提供在全屏模式下退出游戏的方式。
