python项目1--【外星人入侵游戏】之计分系统
python项目1--【外星人入侵游戏】之计分系统
本节将结束游戏《外星人入侵》的开发。我们会添加一个Play按钮，用于根据需要启动游戏以及在游戏结束后重启游戏，还会修改这个游戏，使其随玩家等级提高而加快节奏，并实现一个计分系统。阅读本节后，你将掌握足够多的知识，能够开始编写随玩家等级提高而加大难度以及显示得分的游戏。
一、添加Play按钮
本节将添加一个Play按钮，它在游戏开始前出现，并在游戏结束后再次出现，让玩家能够开始新游戏。
当前，这个游戏在玩家运行alien_invasion.py时就开始了。下面让游戏一开始处于非活动状态，并提示玩家单击Play按钮来开始游戏。为此，像下面这样修改GameStats类的方法__init__()：
现在，游戏一开始将处于非活动状态，待创建Play按钮后，玩家才能开始游戏。
1. 创建Buttom类
由于Pygame没有内置创建按钮的方法，我们将编写一个Buttom类，用于创建带标签的实心矩形，你可在游戏中使用这些代码来创建任何按钮。下面是Buttom类的第一部分，请将这个类保存为文件buttom.py：
首先，导入模块pygame.font，它让Pygame能够将文本渲染到屏幕上。方法__init__()接受参数self、对象ai_game和msg，其中msg是要在按钮中显示的文本。设置按钮的尺寸，再通过设置button_color，让按钮的rect对象为亮绿色，并通过设置text_color染发文本为白色。
然后，指定使用什么字体来渲染文本。实参None让Pygame使用默认字体，而48指定了文本的字号。为让按钮在屏幕上居中，创建一个表示按钮的rect对象，并将其center属性设置为屏幕的centershuxing .
Pygame处理文本的方式是，将要显示的字符串渲染为图像。最后，调用了_prep_msg()来处理这样的渲染。
_prep_msg()的代码如下：
方法_prep_msg()接受实参self以及要渲染为图像的文本(msg)。调用font.render()将存储在msg中的文本转换为图像，再将该图像存储在self.msg_image中。方法font.render()还接受一个布尔实参，该实参指定开启还是关闭反锯齿功能（反锯齿让文本的方便更平滑）。余下的实参分别是文本颜色和本景色。我们启用了反锯齿功能，并将文本的背景色设置为按钮的颜色。（如果没有指定背景色，Pygame渲染文本时将使用透明背景。）
然后，让文本图像在按钮上居中：根据文本图像创建一个rect，并将其center属性设置为按钮的center属性。
最后，创建方法draw_button()，用于将这个按钮显示到屏幕上：
我们调用screen.fill()来绘制表示按钮的矩形，再调用screen.blit()并向它传递一幅图像以及与该图像相关联的rect，从而在屏幕上绘制文本图像。至此，Button类便创建好了。
2. 在屏幕上绘制按钮
我们将在AlienInvasion中使用Button类来创建一个Play按钮。首先，更新import语句：
只需要一个Play按钮，因此在AlienInvasion类的方法__init__()中创建它。可将这些代码放在方法__init__()的末尾：
这些代码创建一个标签为Play的Button实例，但没有将它显示到屏幕上。为显示该按钮，在_update_screen()对其调用方法draw_button()：
为让Play按钮位于其他所有屏幕元素上面，在绘制其他所有游戏元素后再绘制这个按钮，然后切换到新屏幕。将这些代码放在一个if代码块中，让按钮仅在游戏处于非活动状态时才出现。
如果现在运行这个游戏，将在屏幕中央看到一个Play按钮，如下图所示：
3. 开始游戏
为在玩家单击Play按钮时开始新游戏，在_check_events()末尾添加如下elif代码块，以监视与该按钮相关的鼠标事件：
无论玩家单击屏幕的什么地方，Pygame都将检测到一个MOUSEBUTTONDOWN事件，但我们只想让这个游戏在玩家用鼠标单击Play按钮时做出响应。为此，使用了pygame.mouse.get_pos()，它返回一个元组，其中包含玩家单击时鼠标的x坐标和y坐标。我们将这些值传递给新方法_check_play_button()。
方法_ckeck_play_button()的代码如下，将它放在_check_events()后面：
这里使用了rect的方法collidepoint()检查鼠标单击位置是否在Play按钮的rect内。如果是，就将game_active设置为True，让游戏开始！
至此，现在应该能够开始这个游戏了。游戏结束时，应将game_active设置为False，并重新显示Play按钮。
4. 重置游戏
前面编写的代码只处理了玩家第一次单击Play按钮的情况，而没有处理游戏结束的情况，因为没有重置导致游戏结束的条件。
为在玩家每次单击Play按钮时都重置游戏，需要重置统计信息、删除现有的外星人和子弹、创建一群新的外星人并让飞船居中，如下所示：
首先，重置游戏统计信息，给玩家提供三艘新飞船。接下来，将game_active设置为True。这样，这个方法的代码执行完毕后，游戏就将开始。清空编组aliens和bullets，然后创建一群新的外星人并将飞船居中。
现在，每当玩家单击Play按钮时，这个游戏都将正确地重置，让玩家想玩多少次就玩多少次！
5. 将Play按钮切换到非活动状态
当前存在一个问题：即便Play按钮不可见，玩家单击其所在的区域时，游戏依然会做出响应。游戏开始后，如果玩家不小心单击了Play按钮所处的区域，游戏将重新开始！
为修复这个问题，可让游戏仅在game_active为False时才开始：
标志button_clicked的值为True或False。仅当玩家单击了Play按钮且游戏当前处于非活动状态时，游戏才重新开始。要测试这种行为，可开始新游戏，并不断单击Play按钮所在的区域。如果一切都想预期的那样工作，单击Play按钮所处的区域应该没有任何影响。
6. 隐藏鼠标光标
为让玩家能够开始游戏，要让鼠标光标课件，但游戏开始后，光标只会添乱。为修复这种问题，需要在游戏处于活动状态时然后光标不可见。可在方法_check_play_button()末尾的if代码块中完成这项任务：
通过向set_visible()传递False，让Pygame在光标位于游戏窗口内时将其隐藏起来。
游戏结束后，将重新显示光标，让玩家能够单击Play按钮来开始新游戏。相关的代码如下：
在_ship_hit()中，在游戏进入非活动状态后，立即让光标可见。关注这样的细节让游戏显得更专业，也让玩家能够专注于玩游戏而不是去费力理解用户界面。
二、提高等级
当前，将整群外星人消灭干净后，玩家将提高一个等级，但游戏的难度没变。下面来增加一点趣味性：每当玩家将屏幕上的外星人消灭干净后，都加快游戏的节奏，让游戏玩起来更难。
1. 修改速度设置
首先重新组织Settings类，将游戏设置划分成静态和动态两组。对于随着游戏进行而变化的设置，还要确保在开始新游戏时进行重置。settings.py的方法__init__()如下：
依然在__init__()中初始化静态设置。首先，添加设置speedup_scale，用于控制游戏节奏的加快速度：2表示玩家没提高一个等级，游戏的节奏就翻一倍；1表示游戏节奏始终不变。将其设置为1.1能够将游戏节奏提高到足够快，让游戏既有难度又并非不可完成。最后，调用initialize_dynamic_settings()初始化随游戏进行而变化的属性。
initialize_dynamic_settings()的代码如下：
这个方法设置飞船、子弹和外星人的初始速度。随着游戏的进行，将提高这些速度。每当玩家开始新游戏时，都将重置这些速度。在这个方法中，还设置了fleet_direction，使得游戏刚开始时，外星人总是向右移动。不需要增大fleet_drop_speed的值，因为外星人移动的速度越快，到达屏幕底端所需的时间越短。
为在玩家的等级提高时提高飞船、子弹和外星人的速度，编写一个名为increase_speed()的新方法：
为提高这些游戏元素的速度，将每个速度都乘以speedup_scale的值。
在_check_bullet_alien_collisions()中，在整群外星人都被消灭后调用increase_speed()来加快游戏的节奏：
通过修改速度设置ship_speed、alien_speed和bullet_speed的值，足以加快整个游戏的节奏！
2. 重置速度
每当玩家开始新游戏时，都需要将发生了变化的设置重置为初始值，否则新游戏开始时，速度设置将为前一次提高后的值：
现在，游戏《外星人入侵》玩起来更有趣，也更有挑战性了。每当玩家将屏幕上的外星人消灭干净后，游戏都将加快节奏，因此难度更大。如果游戏的难度提高得太快，可降低settings.speedup_scale的值；如果游戏的挑战性不足，可稍微提高这个设置的值。找出这个设置的最佳值，让难度的提高速度相对合理：一开始的几群外星人很容易消灭干净，接下来的几群消灭起来有一定难度，但也不是不可能，而要将之后的外星人群消灭干净几乎不可能。
三、计分
下面来实现一个计分系统，以实时跟踪玩家的得分，并显示最高得分、等级和余下的飞船数。
得分是游戏的一项统计信息，因此在GameStats中添加一个score属性：
为在每次开始游戏时都重置得分，我么在reset_stats()而不是__init__()中初始化score。
1. 显示得分
为在屏幕上显示得分，首先创建一个新类Scoreboard。当前，这个类只显示当前得分，但后面也将使用它来显示最高得分、等级和余下的飞船数。下面是这个类的前半部分，被保存为文件scoreboard.py：
由于Scoreboard在屏幕上显示文本，首先导入模块pygame.font。接下来，在__init__()中包含形参ai_game，以便访问报告跟踪的值所需的对象settings、screen和stats。然后，设置文本颜色并实例化一个字体对象。
为将要显示的文本转换为图像，调用prep_score()，其定义如下：
在prep_score()中，将数值stats_score转换为字符串，再将这个字符串传递给创建图像的render()。为在屏幕上清晰地显示得分，向render()传递屏幕背景色和文本颜色。
将得分放在屏幕右上角，并在等分增大导致数变宽时让其向左延伸。为确保得分始终锚定在屏幕右边，创建一个名为score_rect的rect，让其右边缘与屏幕右边缘相距20像素，并让其上边缘与屏幕上边缘也相距20像素。
接下来，创建方法show_score()，用于显示渲染好的得分图像：
这个方法在屏幕上显示得分图像，并将其放在score_rect指定的位置。
2. 创建计分牌
为显示得分，在AlienInvasion中创建一个Scoreboard实例。先来更新import语句：
接下来，在方法__init__()中创建一个Scoreboard实例：
然后，在_update_screen()中将计分牌绘制到屏幕上：
在显示Play按钮前调用show_score()。
如果现在运行这个游戏，将在屏幕右上角看到0。（当前，我们只想在进一步开发计分系统前确认得分出现在正确的地方）。下图显示了游戏开始前的得分。
下面来指定每个外星人值多少分！
3. 在外星人被消灭时更新得分
为在屏幕上实时显示得分，每当有外星人被击中时，都更新stats.score的值，再调用prep_score()更新得分图像。但在此之前，需要指定玩家每击落一个外星人将得到多少分：
随着游戏的进行，将提高每个外星人的分数。为确保每次开始新游戏时这个值都会被重置，我们在initialize_dynamic_settings()中设置它。
在_check_bullet_alien_collisions()中，每当有外星人被击落时，都更新得分：
有子弹击中外星人时，Pygame返回一个字典(coliisions)。我们检查这个字典是否存在，如果存在，就将得分加上一个外星人的分数。接下来，调用prep_score()来创建一幅包含最新得分的新图像。
如果现在运行这个游戏，得分将不断增加！
4. 重置得分
当前，仅在有外星人被射杀之后生成得分。这在大多数情况下可行，但从开始新游戏到有外星人被射杀之间，显示的是上一次的得分。
为修复这个问题，可在开始新游戏时生成得分：
开始新游戏时，我们重置游戏统计信息再调用prep_score()，此时生成的计分牌上显示的得分为零。
5. 将消灭的每个外星人都计入得分
当前的代码可能会遗漏一些被消灭的外星人。例如，如果在一次循环中，有两颗子弹击中了外星人，或者因子弹较宽而同时击中了多个外星人，玩家将智能得到一个外星人的分数。为修复这种问题，我们来调整检测子弹和外星人碰撞的方式。
在_check_bullet_alien_collisions()中，与外星人碰撞的子弹都是字典collisions中的一个键，而与每颗子弹相关的值都是一个列表，其中包含该子弹击中的外星人。我们遍历字典collisions，确保将消灭的每个外星人都计入得分：
如果字典collisions存在，就遍历其中的所有值。别忘了，每个值都是一个列表，包含被同一颗子弹击中的所有外星人。对于每个列表，都将其包含的外星人数量乘以一个外星人的分数，并将结果加入当前得分。为测试这一点，请将子弹宽度改为300像素，并核实得到了其击中的每个外星人的分数，再将子弹宽度恢复正常值。
6. 提高分数
鉴于玩家每提高一个等级，游戏都变得更难，因此处于较高等级时，外星人的分数应更高。为实现这种功能，需要编写在游戏节奏加快时提高分数的代码：
我们定义了分数的提高速度，并称之为score_scale。较低的节奏加快速度(1.1)让游戏很快变得极具挑战性，但为了让计分发生显著的变化，需要将根数的提高速度设置为更大的值(1.5)。现在，在加快游戏节奏的同时，提高了每个外星人的分数。为让分数为整数，使用了函数int()。
为显示外星人的分数，在Settings的方法increase_speed()中调用函数print()：
现在每当提高一个等级时，你都将在终端窗口看到新的分数值。
注意：确认分数在不断增加后，一定要删除调用函数print()的代码，否则可能影响游戏的性能，分散玩家的注意力。
7. 舍入得分
大多数街机风格的射击游戏将得分显示为10的整数倍，下面让计分系统遵循这个原则。我们还将设置得分的格式，在大数中添加用逗号表示的千位分隔符。在Scoardboard中执行这种修改：
函数ronud()通常让小数精确到小数点后某一位，其中小数位数是都第二个实参指定的。然而，如果将第二个实参指定为负数，round()将舍入到最近的10的整数倍，如10、100、1000等。下面是让Python将stats.score的值舍入到最近的10的整数倍，并将结果存储到rounded_score中。
接着，使用一个字符串格式设置指令，让Python将数值转换为字符串时在其中插入逗号。例如，输出为1,000,000而不是1000000。如果现在运行这个游戏，看到的得分将是10的整数倍，即便得分很高亦如此。如下图所示。
8. 最高得分
每个玩家都想超过游戏的最高得分技术。下面来跟踪并显示最高得分，给玩家提供要超越的目标。我们将最高得分存储在GameStats中：
因为在任何情况下都不会重置最高分，所以在__init__()而不是reset_stats()中初始化high_score。
下面来修改Scoreboard以显示最高得分。先来修改方法__init__()：
最高得分将与当前得分分开显示，因此需要编写一个新方法prep_htgh_score，用于准备包含最高得分的图像。
方法prep_high_score()的代码如下：
将最高得分舍入到最近的10的整数倍，并添加用逗号表示的千分位分隔符。然后，根据最高得分生成一幅图像，使其水平居中，并将其top属性设置为当前得分图像的top属性。
现在，方法show_score()需要在屏幕右上角显示当前得分，并在屏幕顶部中央显示最高得分：
为检查是否诞生了新的最高得分，在Scoreboard中添加一个新方法check_high_score()：
方法check_high_score()比较当前得分和最高得分。如果当前得分更高，就更新high_score的值，并调用prep_high_score()来更新包含最高得分的图像。
在_check_bullet_alien_collisions()中，每当有外星人被消灭时，都需要在更新得分后调用check_high_score():
如果字典collisions存在，就根据消灭了多少外星人更新得分，再调用check_high_score()。
第一次玩这个游戏时，当前得分就是最高得分，因此两个地方显示的都是当前得分。但再次开始该游戏时，最高得分会出现在中央，而当前得分则出现在右边，如下图所示。
9. 显示等级
为在游戏中显示玩家的等级，首先需要在GameStats中添加一个表示当前等级的属性。为确保每次开始新游戏时都重置等级，在reset_stats()中初始化它：
为了让Scoreboard显示当前等级，在__init__()中调用一个新方法prep_lavel()：
prep_level()的代码如下：
方法prep_level()根据存储在stats.level中的值创建一幅图像，并将其right属性设置为得分的right属性。然后，将top属性设置为比得分图像的bottom属性大10像素，以便在得分和等级之间留出一定的空间。
还需要更新show_score():
新增的代码行在屏幕上显示等级图像。
我们在_check_bullet_alien_collisions()中提高等级并更新等级图像：
如果郑群外星人都被消灭，就将stats.level的值加1，并调用prep_level()确保正确地显示了新等级。
为确保在开始新游戏时更新等级图像，还需在玩家单击按钮Play时调用prep_level():
这里在调用prep_score()后立即调用prep_level()。
现在可以知道到了多少级，如下图所示。
注意：在一些经典游戏中，得分带有标签，如Score、High Score和Lavel。这里没有显示这些标签，游戏开始后，每个数的含义将一目了然。要包含这些标签，只需在Scoreboard中调用font.render()前，将它们添加到得分字符串中。
10. 显示余下的飞船数
最后来显示玩家还有多少艘飞船，但使用图形而不是数字。为此，在屏幕左上角绘制飞船图像来指出还余下多少艘飞船，就像众多经典的街机游戏中那样。
首先，需要让Ship继承Sprite，以便创建飞船编组：
这里导入了Sprite，让Ship继承Sprite，并在__init__()的开头调用super()。
接下来，需要修改Scoreboard，以创建可供显示的飞船编组。下面是其中的import语句：
鉴于需要创建飞船编组，导入Group和Ship类。
下面是方法__init__():
我们将游戏实例赋给一个属性，因为创建飞船时需要用到它。在调用prep_level()后调用了prep_ships()。
prep_ships()的代码如下：
方法prep_ships()创建一个空编组self.ships，用于存储飞船实例。为填充这个编组，根据玩家还有多少艘飞船以响应的次数运行一个循环。在这个循环中，创建新飞船并设置其x坐标，让整个飞船编组都位于屏幕左边，且每艘飞船的左边距都为10像素。还将y坐标设置为例屏幕上边缘10像素，让所有飞船都出现在屏幕左上角。最后，将每艘飞船都添加到编组ships中。
现在需要在屏幕上绘制飞船了：
为在屏幕上显示飞船，对编组调用draw()。Pygame将绘制每艘飞船。未在游戏开始时让玩家知道自己有多少艘飞船，在开始新游戏时调用prep_ships()。这是在AlienInvasion的_check_play_button()中进行的：
还要在飞船被外星人撞到时调用prep_ships()，从而在玩家损失飞船时更新飞船图像：
这里在将ships_left的值减1后调用prep_ships()。这样每次损失飞船后，显示的飞船数都是正确的。
下图显示的计分系统，它在屏幕左上角指出还余下多少艘飞船。
四、小结
在本篇中，学习了如何创建用于开始新游戏的Play按钮，如何检测鼠标事件，以及在游戏处于活动状态时如何隐藏鼠标光标。可以利用学到的知识在游戏中创建其他按钮，如用于显示玩法说明的Help按钮。还学习了如何随着游戏的进行调整其节奏，如何实现计分系统，以及如何以文本和非文本方式显示信息
