《Python编程从入门到实践》day24

# 昨日知识点学习

创建外星人从一个到一行

# 主程序
 snip
    def _create_fleet(self):
        """创建外星人群"""
        # 创建一个外星人并计算一行可容纳多少个外星人
        # 外星人的间距为外星人的宽度
        alien = Alien(self)
        alien_width = alien.rect.width
        available_space_x = self.settings.screen_width - (2 * alien_width)
        number_aliens_x = available_space_x // (2 * alien_width)

        # 创建第一行外星人
        for alien_number in range(number_aliens_x):
            # 创建一个外星人并将其加入当前行
            alien = Alien(self)
            alien.x = alien_width + 2 * alien_width * alien_number
            # self没有定义rect属性
            # self.rect.x = alien.x
            alien.rect.x = alien.x
            self.aliens.add(alien)

运行结果：（一行外星人出现）

# 今日知识点学习

13.3.3 重构_create_fleet()

 # 主程序片段
   # 创建第一行外星人
        for alien_number in range(number_aliens_x):
            self._create_alien(alien_number)

    def _create_alien(self, alien_number):
        """创建一个外星人并将其加入当前行"""
        alien = Alien(self)
        alien_width = alien.rect.width
        alien.x = alien_width + 2 * alien_width * alien_number        
        alien.rect.x = alien.x
        self.aliens.add(alien)

13.3.4 添加行

可用的垂直空间=屏幕宽度-第一行外星人的上边距（外星人高度）、飞船的高度以及外星人最初与飞船之间的局里（外星人高度的两倍）

available_space_y = settings.screen_height - ( 3 * alien_height) - ship_height

每行下方的空白区域设为外星人的高度

number_rows = available_space_y // （ 2* alien_height）

import sys
import pygame
from Settings import Settings
from Ship import Ship
from alien import Alien
from bullet import Bullet


class AlienInvasion:
    """管理游戏资源和行为的类"""
    def __init__(self):
        """初始化游戏并创建游戏资源"""
        pygame.init()

        self.settings = Settings()
        # 非全屏运行
        self.screen = pygame.display.set_mode((self.settings.screen_width, self.settings.screen_height))

        # 全屏运行
        # self.screen = pygame.display.set_mode((0, 0), pygame.FULLSCREEN)
        # self.settings.screen_width = self.screen.get_rect().width
        # self.settings.screen_height = self.screen.get_rect().height
        # 设置当前窗口标题
        pygame.display.set_caption("Alien Invasion")
        self.ship = Ship(self)
        # 创建子弹精灵组
        self.bullets = pygame.sprite.Group()
        # 创建外星人精灵组
        self.aliens = pygame.sprite.Group()

        self._create_fleet()

    def _create_fleet(self):
        """创建外星人群"""
        alien = Alien(self)
        alien_width, alien_height = alien.rect.size
        # 创建一个外星人并计算一行可容纳多少个外星人
        # 外星人的间距为外星人的宽度
        available_space_x = self.settings.screen_width - (2 * alien_width)
        number_aliens_x = available_space_x // (2 * alien_width)

        # 计算屏幕可容纳多少行外星人
        ship_height = self.ship.rect.height
        available_space_y = (self.settings.screen_height - (3 * alien_height) - ship_height)
        number_rows = available_space_y // (2 * alien_height)

        # 创建外星人群
        for row_number in range(number_rows):
            for alien_number in range(number_aliens_x):
                self._create_alien(alien_number, row_number)

    def _create_alien(self, alien_number, row_number):
        """创建一个外星人并将其加入当前行"""
        alien = Alien(self)
        alien_width, alien_height = alien.rect.size
        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
        self.aliens.add(alien)

    def run_game(self):
        """开始游戏的主循环"""
        while True:
            self._check_events()
            self.ship.update()
            self.bullets.update()
            self._update_bullets()
            # # 删除消失的子弹
            # for bullet in self.bullets.copy():
            #     if bullet.rect.bottom <= 0:
            #         self.bullets.remove(bullet)
            # print(len(self.bullets))
            self._update_screen()

    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()
            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
        elif event.key == pygame.K_q:
            sys.exit()
        elif event.key == pygame.K_SPACE:
            self._fire_bullet()

    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

    def _fire_bullet(self):
        """创建一颗子弹，并将其加入编组bullets中"""
        if len(self.bullets) < self.settings.bullets_allowed:
            new_bullet = Bullet(self)
            self.bullets.add(new_bullet)

    def _update_screen(self):
        """更新屏幕上的图像，并切换到新屏幕。"""
        self.screen.fill(self.settings.bg_color)
        self.ship.blitme()
        for bullet in self.bullets.sprites():
            bullet.draw_bullet()
        self.aliens.draw(self.screen)

        # 让最近绘制的屏幕可见
        pygame.display.flip()

    def _update_bullets(self):
        """更新子弹的位置并消除消失的子弹"""
        # 更新子弹的位置
        self.bullets.update()

        # 删除消失的子弹
        for bullet in self.bullets.copy():
            if bullet.rect.bottom <= 0:
                self.bullets.remove(bullet)


if __name__ == '__main__':
    # 创建游戏实例并运行游戏
    ai = AlienInvasion()
    ai.run_game()

13.4 让外星人移动

13.4.1 向右移动外星人群

# 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 = int(1200)
        self.screen_height = int(800)
        self.bg_color = (230, 230, 230)

        # 飞船设置
        self.ship_speed = 1.5

        # 子弹设置
        self.bullet_speed = 1.0
        self.bullet_width = 3
        self.bullet_height = 15
        self.bullet_color = (60, 60, 60)
        self.bullets_allowed = 3

        # 外星人设置
        self.alien_speed = 1.0

# alien.py
import pygame
from pygame.sprite import Sprite


class Alien(Sprite):
    """表示单个外星人的类"""

    def __init__(self, ai_game):
        """初始化未设置其起始位置"""
        super().__init__()
        self.screen = ai_game.screen
        self.settings = ai_game.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

        # 存储外星人的准确位置
        self.x = float(self.rect.x)

    def update(self) :
        """向右移动外星人"""
        self.x += self.settings.alien_speed
        self.rect.x = self.x

# 主程序
 snip
    def run_game(self):
        """开始游戏的主循环"""
        while True:
            self._check_events()
            self.ship.update()
            self.bullets.update()
            self._update_bullets()
            self._update_aliens()
            self._update_screen()

    def _update_aliens(self):
        """更新外星人群中所有外星人的位置"""
        self.aliens.update()

运行结果：（外星人向右移动）

13.4.2 创建表示外星人移动方向的设置

# Settings.py
 snip
# 外星人设置
        self.alien_speed = 1.0
        self.fleet_drop_speed = 10
        # fleet_direction为1表示向右移，为-1表示向左移
        self.fleet_direction = 1

13.4.3 检查外星人是否撞到了屏幕边缘

# alien.py
 snip
    def check_edges(self):
        """如果外星人处于屏幕边缘，就返回True"""
        screen_rect = self.screen.get_rect()
        if self.rect.right >= screen_rect.right or self.rect.left <= 0:
            return True

    def update(self) :
        """向右移动外星人"""
        self.x += (self.settings.alien_speed * self.settings.fleet_direction)
        self.rect.x = self.x

13.4.4 向下移动外星人群并改变移动方向

# 主程序
 snip 
   def _update_aliens(self):
        """检查是否有外星人位于屏幕边缘，并更新外星人的位置"""
        self._check_fleet_edges()
        self.aliens.update()

    def _check_fleet_edges(self):
        """有外星人到达边缘时采取相应的措施"""
        for alien in self.aliens.sprites():
            if alien.check_edges():
                self._change_fleet_direction()
                break

    def _change_fleet_direction(self):
        """将整群外星人下移，并改变它们的方向"""
        for alien in self.aliens.sprites():
            alien.rect.y += self.settings.fleet_drop_speed
        self.settings.fleet_direction *= -1

运行结果：（外星人在屏幕上左右到达屏幕边缘后向下来回移动）

13.5 射杀外星人

碰撞：游戏元素重叠在一起

使用sprite.groupcollide()检测两个编组成员之间的碰撞

13.5.1 检测子弹与外星人的碰撞

# 主程序
snip
    def _update_bullets(self):
        """更新子弹的位置并消除消失的子弹"""
        # 更新子弹的位置
        self.bullets.update()

        # 删除消失的子弹
        for bullet in self.bullets.copy():
            if bullet.rect.bottom <= 0:
                self.bullets.remove(bullet)

        # 检查是否有子弹击中了外星人
        # 如果是，就删除相应的子弹和外星人
        collisions = pygame.sprite.groupcollide(self.bullets, self.aliens, True, True)

13.5.2 为测试创建大子弹

# Settings.py
 snip
# 子弹设置
        self.bullet_speed = 1.0
        self.bullet_width = 300
        self.bullet_height = 15
        self.bullet_color = (60, 60, 60)
        self.bullets_allowed = 3

13.5.3 生成新的外星人群

# 主程序
 snip
 def _update_bullets(self):
        """更新子弹的位置并消除消失的子弹"""
        # 更新子弹的位置
        self.bullets.update()

        # 删除消失的子弹
        for bullet in self.bullets.copy():
            if bullet.rect.bottom <= 0:
                self.bullets.remove(bullet)

        if not self.aliens:
            # 删除现有的子弹并新建一群外星人
            self.bullets.empty()
            self._create_fleet()

13.5.4 提高子弹的速度

# Settings.py
 snip
# 子弹设置
        self.bullet_speed = 1.5
        self.bullet_width = 3
        self.bullet_height = 15
        self.bullet_color = (60, 60, 60)
        self.bullets_allowed = 3

        # 外星人设置
        self.alien_speed = 1.0
        self.fleet_drop_speed = 10
        # fleet_direction为1表示向右移，为-1表示向左移
        self.fleet_direction = 1

13.5.5 重构_update_bullets()

# 主程序
 snip
    def _update_bullets(self):
        """更新子弹的位置并消除消失的子弹"""
        # 更新子弹的位置
        self.bullets.update()

        # 删除消失的子弹
        for bullet in self.bullets.copy():
            if bullet.rect.bottom <= 0:
                self.bullets.remove(bullet)

        self._check_bullet_alien_collisions()

    def _check_bullet_alien_collisions(self):
        """相应子弹和外星人碰撞"""
        # 删除发生碰撞的子弹和外星人

        collisions = pygame.sprite.groupcollide(self.bullets, self.aliens, True, True)

        if not self.aliens:
            # 删除现有的子弹并新建一群外星人
            self.bullets.empty()
            self._create_fleet()

13.6 结束游戏

结束条件：①时间范围内未能完全消灭外星人

②外星人撞到飞船或者抵达屏幕底端

③限制玩家可使用的飞船数，飞船数量用完、

13.6.1 检测外星人与飞船碰撞

# 主程序
    def _update_aliens(self):
        """检查是否有外星人位于屏幕边缘，并更新外星人的位置"""
        self._check_fleet_edges()
        self.aliens.update()

        # 检测外星人与飞船之间的碰撞
        if pygame.sprite.spritecollideany(self.ship, self.aliens):
            print("Ship hit!!!")

13.6.2 响应外星人与飞船碰撞

# game_stats.py
class GameStats:
    """跟踪游戏的统计信息"""

    def __init__(self, ai_game):
        """初始化统计信息"""
        self.settings = ai_game.settings
        self.reset_stats()

    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.settings.ship_limit

# Settings.py
 snip
# 飞船设置
        self.ship_speed = 1.5
        self.ship_limit = 3

# ship.py
----snip----
    def center_ship(self):
        """让飞船在屏幕底端居中"""
        self.rect.midbottom = self.screen_rect.midbottom
        self.x = float(self.rect.x)

# 主程序
import sys
from time import sleep

import pygame

from Settings import Settings
from game_stats import GameStats
from Ship import Ship
from alien import Alien
from bullet import Bullet


class AlienInvasion:
    """管理游戏资源和行为的类"""
    def __init__(self):
        """初始化游戏并创建游戏资源"""
        pygame.init()

        self.settings = Settings()
        # 非全屏运行
        self.screen = pygame.display.set_mode((self.settings.screen_width, self.settings.screen_height))

        # 全屏运行
        # self.screen = pygame.display.set_mode((0, 0), pygame.FULLSCREEN)
        # self.settings.screen_width = self.screen.get_rect().width
        # self.settings.screen_height = self.screen.get_rect().height
        # 设置当前窗口标题
        pygame.display.set_caption("Alien Invasion")

        # 创建一个用于存储游戏统计信息的实例
        self.stats = GameStats(self)
        self.ship = Ship(self)
        # 创建子弹精灵组
        self.bullets = pygame.sprite.Group()
        # 创建外星人精灵组
        self.aliens = pygame.sprite.Group()

        self._create_fleet()

    def _create_fleet(self):
        """创建外星人群"""
        alien = Alien(self)
        alien_width, alien_height = alien.rect.size
        # 创建一个外星人并计算一行可容纳多少个外星人
        # 外星人的间距为外星人的宽度
        available_space_x = self.settings.screen_width - (2 * alien_width)
        number_aliens_x = available_space_x // (2 * alien_width)

        # 计算屏幕可容纳多少行外星人
        ship_height = self.ship.rect.height
        available_space_y = (self.settings.screen_height - (3 * alien_height) - ship_height)
        number_rows = available_space_y // (2 * alien_height)

        # 创建外星人群
        for row_number in range(number_rows):
            for alien_number in range(number_aliens_x):
                self._create_alien(alien_number, row_number)

    def _create_alien(self, alien_number, row_number):
        """创建一个外星人并将其加入当前行"""
        alien = Alien(self)
        alien_width, alien_height = alien.rect.size
        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
        self.aliens.add(alien)

    def _update_aliens(self):
        """检查是否有外星人位于屏幕边缘，并更新外星人的位置"""
        self._check_fleet_edges()
        self.aliens.update()

        # 检测外星人与飞船之间的碰撞
        if pygame.sprite.spritecollideany(self.ship, self.aliens):
           self._ship_hit()

    def _check_fleet_edges(self):
        """有外星人到达边缘时采取相应的措施"""
        for alien in self.aliens.sprites():
            if alien.check_edges():
                self._change_fleet_direction()
                break

    def _change_fleet_direction(self):
        """将整群外星人下移，并改变它们的方向"""
        for alien in self.aliens.sprites():
            alien.rect.y += self.settings.fleet_drop_speed
        self.settings.fleet_direction *= -1

    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()
            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
        elif event.key == pygame.K_q:
            sys.exit()
        elif event.key == pygame.K_SPACE:
            self._fire_bullet()

    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

    def _fire_bullet(self):
        """创建一颗子弹，并将其加入编组bullets中"""
        if len(self.bullets) < self.settings.bullets_allowed:
            new_bullet = Bullet(self)
            self.bullets.add(new_bullet)

    def _update_screen(self):
        """更新屏幕上的图像，并切换到新屏幕。"""
        self.screen.fill(self.settings.bg_color)
        self.ship.blitme()
        for bullet in self.bullets.sprites():
            bullet.draw_bullet()
        self.aliens.draw(self.screen)

        # 让最近绘制的屏幕可见
        pygame.display.flip()

    def _update_bullets(self):
        """更新子弹的位置并消除消失的子弹"""
        # 更新子弹的位置
        self.bullets.update()

        # 删除消失的子弹
        for bullet in self.bullets.copy():
            if bullet.rect.bottom <= 0:
                self.bullets.remove(bullet)

        self._check_bullet_alien_collisions()

    def _check_bullet_alien_collisions(self):
        """相应子弹和外星人碰撞"""
        # 删除发生碰撞的子弹和外星人

        collisions = pygame.sprite.groupcollide(self.bullets, self.aliens, True, True)

        if not self.aliens:
            # 删除现有的子弹并新建一群外星人
            self.bullets.empty()
            self._create_fleet()

    def _ship_hit(self):
        """相应飞船被外星人撞到"""

        # 将Ship_left减1
        self.stats.ships_left -= 1

        # 清空余下的外星人和子弹
        self.aliens.empty()
        self.bullets.empty()

        # 创建一批新的外星人，并将飞船放到屏幕底部的中央
        self._create_fleet()
        self.ship.center_ship()

        # 暂停
        sleep(0.5)

    def run_game(self):
        """开始游戏的主循环"""
        while True:
            self._check_events()
            self.ship.update()
            self.bullets.update()
            self._update_bullets()
            self._update_aliens()
            self._update_screen()


if __name__ == '__main__':
    # 创建游戏实例并运行游戏
    ai = AlienInvasion()
    ai.run_game()

13.6.3 有外星人到达屏幕底端

# 主程序

    def _update_aliens(self):
        """检查是否有外星人位于屏幕边缘，并更新外星人的位置"""
        self._check_fleet_edges()
        self.aliens.update()

        # 检测外星人与飞船之间的碰撞
        if pygame.sprite.spritecollideany(self.ship, self.aliens):
           self._ship_hit()
            
        # 检查是否有外星人到达了屏幕底部
        self._check_aliens_bottom()

    def _check_aliens_bottom(self):
        """检查是否有外星人到达屏幕底端"""
        screen_rect = self.screen.get_rect()
        for alien in self.aliens.sprites():
            if alien.rect.bottom >= screen_rect.bottom:
                # 想飞船被撞到一样处理
                self._ship_hit()
                break

13.6.4 游戏结束

# 主程序
----snip----
    def _ship_hit(self):
        """响应飞船被外星人撞到"""
        if self.stats.ships_left > 0:
            # 将Ship_left减1
            self.stats.ships_left -= 1

            # 清空余下的外星人和子弹
            self.aliens.empty()
            self.bullets.empty()

            # 创建一批新的外星人，并将飞船放到屏幕底部的中央
            self._create_fleet()
            self.ship.center_ship()

            # 暂停
            sleep(0.5)
        else:
            self.stats.game_active = False

# game_stats.py
   class GameStats:
    """跟踪游戏的统计信息"""

    def __init__(self, ai_game):
        """初始化统计信息"""
        self.settings = ai_game.settings
        self.reset_stats()
        # 游戏在刚启动时处于活动状态
        self.game_active = True

    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.settings.ship_limit

13.7 确定应运行游戏的哪些部分

# 主程序
---snip---
    def run_game(self):
        """开始游戏的主循环"""
        while True:
            self._check_events()
            if self.stats.game_active:
                self.ship.update()
                self.bullets.update()
                self._update_bullets()
                self._update_aliens()
            
            self._update_screen()

---snip---