Python 项目实践一（外星人入侵小游戏）第三篇

今天是圣诞节，公司放假一天，趁着有空，学习了一下午，多写一篇博客吧！

接着上节的继续学习，

一 重构：模块game_functions

在大型项目中，经常需要在添加新代码前重构既有代码。重构旨在简化既有代码的结构，使其更容易扩展。在本节中，我们将创建一个名为game_functions的新模块，它将存储大量让游戏《外星人入侵》运行的函数。通过创建模块game_functions，可避免alien_invasion.py太长，并使其逻辑更容易理解。

1 函数check_events()

将check_events()放在一个名为game_functions的模块中，在该函数主要是管理事件的功能，通过隔离事件循环，可将事件管理与游戏的其他方面（如更新屏幕）分离。通

#game_functions.py
import sys
import pygame
def check_events():
    """响应按键和鼠标事件"""
    for event in pygame.event.get():
        if event.type == pygame.QUIT:
        sys.exit()            

2 函数update_screen()

为进一步简化run_game()，下面将更新屏幕的代码移到一个名为update_screen()的函数中，并将这个函数放在模块game_functions.py中：

#game_functions.py
    --snip--
def check_events():
    --snip--
def update_screen(ai_settings, screen, ship):
    """更新屏幕上的图像，并切换到新屏幕"""
    # 每次循环时都重绘屏幕
    screen.fill(ai_settings.bg_color)
    ship.blitme()
    # 让最近绘制的屏幕可见
    pygame.display.flip()

二 驾驶飞船

下面来让玩家能够左右移动飞船：

1 相应按键

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，因此在函数check_events()中，我们需要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。

检测到KEYDOWN事件时，我们需要检查按下的是否是特定的键。例如，如果按下的是右箭头键，我们就增大飞船的rect.centerx值，将飞船向右移动：

 #game_ functions.py
def check_events(ship):
    """响应按键和鼠标事件"""
    for event in pygame.event.get():
        if event.type == pygame.QUIT:
            sys.exit()
     elif event.type == pygame.KEYDOWN:
         if event.key == pygame.K_RIGHT:
                #向右移动飞船
             ship.rect.centerx += 1        

2 允许不断移动

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。检测pygame.KEYUP事件，以便玩家松开右箭头键时我们能够知道这一点；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。

飞船不动时，标志moving_right将为False。玩家按下右箭头键时，我们将这个标志设置为True；而玩家松开时，我们将这个标志重新设置为False。代码见下面：

3 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，但我们可以在Settings类中添加属性ship_speed_factor，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少距离。下面演示了如何在settings.py中添加这个新属性：

4 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，飞船将移到屏幕外面，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，我们将修改Ship类的方法update()：

import pygame

class Ship():
    def __init__(self, ai_settings,screen):
        """初始化飞船并设置其初始位置"""
        self.screen = screen
        self.ai_settings = ai_settings
        # 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
        self.rect.centerx = self.screen_rect.centerx
        self.rect.bottom = self.screen_rect.bottom

        #将飞船的属性center中存储小数值
        self.center=float(self.rect.centerx)

        #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 and self.rect.right < self.screen_rect.right :
            self.center +=self.ai_settings.ship_speed_factor
        if self.moving_left and self.rect.left > self.screen_rect.left :
            self.center -=self.ai_settings.ship_speed_factor
        self.rect.centerx = self.center
    def blitme(self):
        """在指定位置绘制飞船"""
        self.screen.blit(self.image, self.rect)

三 简单回顾

1 alien_invasion.py

主文件alien_invasion.py创建一系列整个游戏都要用到的对象：存储在ai_settings中的设置、存储在screen中的主显示surface以及一个飞船实例。文件alien_invasion.py还包含游戏的主循环，这是一个调用check_events()、ship.update()和update_screen()的while循环。

2 settings.py

文件settings.py包含Settings类，这个类只包含方法__init__()，它初始化控制游戏外观和飞船速度的属性。

3 game_functions.py

文件game_functions.py包含一系列函数，游戏的大部分工作都是由它们完成的。函数check_events()检测相关的事件，如按键和松开，并使用辅助函数check_keydown_events()和check_keyup_events() 来处理这些事件。就目前而言， 这些函数管理飞船的移动。模块game_functions还包含函数update_screen()，它用于在每次执行主循环时都重绘屏幕。

4 ship.py

文件ship.py包含Ship类，这个类包含方法__init__()、管理飞船位置的方法update()以及在屏幕上绘制飞船的方法blitme()。表示飞船的图像存储在文件夹images下的文件ship.bmp中。

四 射击子弹

下面来添加射击功能。我们将编写玩家按空格键时发射子弹（小矩形）的代码。子弹将在屏幕中向上穿行，抵达屏幕上边缘后消失。

1 添加子弹设置

首先，更新settings.py，在其方法__init__()末尾存储新类Bullet所需的值：

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'''
        self.screen_width=1200
        self.screen_height=800
        self.bg_color = (230,230,230)
        self.ship_speed_factor =1.5
        #子弹的设置
        self.bullet_speed_factor = 1
        self.bullet_width =10
        self.bullet_height =15
        self.bullet_color =60,60,60

2 创建Bullet类

下面来创建存储Bullet类的文件bullet.py，Bullet类继承了我们从模块pygame.sprite中导入的Sprite类。通过使用精灵，可将游戏中相关的元素编组，进而同时操作编组中的所有元素。为创建子弹实例，需要向__init__()传递i_settings、screen和ship实例，还调用了super()来继承Sprite。我们创建了子弹的属性rect。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。创建这个类的实例时，必须提供矩形左上角的x坐标和y坐标，还有矩形的宽度和高度。方法update()管理子弹的位置。发射出去后，子弹在屏幕中向上移动，这意味着y坐标将不断减小，因此为更新子弹的位置，子弹发射后，其x坐标始终不变，因此子弹将沿直线垂直地往上穿行。需要绘制子弹时，我们调用draw_bullet()。函数draw.rect()使用存储在self.color中的颜色填充表示子弹的rect占据的屏幕部分。代码如下：

import pygame
from pygame.sprite import Sprite

class Bullet(Sprite) :
    def __init__(self,ai_settings,screen,ship) :
        # 在飞船所处的位置创建一个子弹对象
        super().__init__()
        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
        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

        #存储用小数表示子弹的位置
        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

    def draw_bullet(self) :
        #在屏幕上绘制子弹
        pygame.draw.rect(self.screen,self.color,self.rect)

3 将子弹存储到编组中

定义Bullet类和必要的设置后，就可以编写代码了，在玩家每次按空格键时都射出一发子弹。首先，我们将在alien_invasion.py中创建一个编组（group），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。这个编组将是pygame.sprite.Group类的一个实例；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。在主循环中，我们将使用这个编组在屏幕上绘制子弹，以及更新每颗子弹的位置：

import sys
from settings import Settings
from ship import Ship
import game_functions as gf
import pygame
from pygame.sprite import Group

def run_game():
    # 初始化游戏并建立一个屏幕对象
    pygame.init()
    # screen = pygame.display.set_mode((1200,800))
    ai_settings=Settings()
    screen = pygame.display.set_mode((ai_settings.screen_width,ai_settings.screen_height))
    pygame.display.set_caption("Alien Invasion")
    # 创建一艘飞船
    ship = Ship(ai_settings,screen)

    #创建一个用于存储子弹的group
    bullets =Group()
    
    #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,ship,bullets)
        ship.update()
        bullets.update()
        bullets.update()
        gf.update_screen(ai_settings,screen,ship,bullets)
run_game()

　　

4 开火

在game_functions.py中，我们需要修改check_keydown_events()，以便在玩家按空格键时发射一颗子弹。我们无需修改check_keyup_events()，因为玩家松开空格键时什么都不会发生。我们还需修改update_screen()，确保在调用flip()前在屏幕上重绘每颗子弹。下面是对game_functions.py所做的相关修改：

import sys
from bullet import Bullet
import pygame

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 :
        new_bullet = Bullet(ai_settings,screen,ship)
        bullets.add(new_bullet)

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

def check_events(ai_settings,screen,ship,bullets):
    #响应按键和鼠标事件
    for event in pygame.event.get():
        if event.type == pygame.QUIT :
            sys.exit()
        elif event.type == pygame.KEYDOWN :
            check_keydown_events(event,ai_settings,screen,ship,bullets)
            #check_keydown_events(event,ship)
        elif event.type == pygame.KEYUP :
            check_keyup_events(event,ship)

def update_screen(ai_settings,screen,ship,bullets) :
    """更新屏幕上的图像，并切换到新屏幕"""
    # 每次循环时都重绘屏幕
    screen.fill(ai_settings.bg_color)
    #在飞船和外星人后面重新绘制所有子弹
    for bullet in bullets.sprites() :
        bullet.draw_bullet()
    ship.blitme()
    # 让最近绘制的屏幕可见
    pygame.display.flip()

　先写到这里吧，不知不觉天已经黑了，太耗时了，要去做饭了，对了最后的效果如下所示（为了截图我把子弹的速度调的非常慢，所以看起来有点怪）：

昨天写的了，忘了发布了，今天发布下！