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创建第一个敌机

在屏幕上放置外星人与放置飞船类似。每个外星人的行为都由Alien 类控制，我们将像创建Ship 类那样创建这个类。出于简化考虑，也将使用位图来表示外星人。你可以自己寻找表示外星人的图像 这里使用如下图像

创建Alien 类
除位置不同外，这个类的大部分代码与Ship 类相似。每个外星人最初都位于屏幕左上角附近。将每个外星人的左边距都设置为外星
人的宽度
Alien 类不需要一个在屏幕上绘制外星人的方法，因为我们将使用一个Pygame编组方法，自动在屏幕上绘制编组中的所有元素

import pygame
from pygame.sprite import Sprite
class Alien(Sprite):"""表示单个外星人的类。"""def __init__(self, ai_game):"""初始化外星人并设置其起始位置。"""super().__init__()self.screen = ai_game.screen# 加载外星人图像并设置其rect属性self.image = pygame.image.load('images/enemy2.png')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.widthself.rect.y = self.rect.height# 存储外星人的精确水平位置。self.x = float(self.rect.x)

我们最终会创建一群外星人，涉及的工作量不少，因此将新建一个名为_create_fleet() 的辅助方法。放在AlienInvasion 类的方法
init() 末尾

    def _create_fleet(self):"""创建外星人群。"""# 创建一个外星人。alien = Alien(self)self.aliens.add(alien)

def __init__(self):"""初始化游戏并创建游戏资源。"""pygame.init()self.settings = Settings()#全屏模式代码# 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#非全屏模式self.screen = pygame.display.set_mode((self.settings.screen_width, self.settings.screen_height))pygame.display.set_caption("Alien Invasion")self.ship = Ship(self)self.bullets = pygame.sprite.Group()self.aliens = pygame.sprite.Group()self._create_fleet()

要让外星人现身，需要在_update_screen() 中对外星人编组调用方法draw() ,对编组调用draw() 时，Pygame将把编组中的每个元素绘制到属性rect 指定的位置。方法draw() 接受一个参数，这个参数指定了要将编组中的元素绘制到哪个surface上

   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)pygame.display.flip()

运行程序看到了敌人的飞船

创建一群敌机

为确定一行可容纳多少个外星人，来看看可用的水平空间有多大。屏幕宽度存储在settings.screen_width 中，但需要在屏幕两边都留下一定的边距（将其设置为外星人的宽度）。因为有两个边距，所以可用于放置外星人的水平空间为屏幕宽度减去外星人宽度的两倍：

available_space_x = settings.screen_width – (2 * alien_width)
number_aliens_x = available_space_x // (2 * alien_width）

重写_create_fleet() 使其创建一行敌机

 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宽度。alien = Alien(self)alien_width = alien.rect.widthavailable_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_numberalien.rect.x = alien.xself.aliens.add(alien)

运行可以看到创建了一行敌机

创建多行敌机

要创建外星人群，需要计算屏幕可容纳多少行，并将创建一行外星人的循环重复执行相应的次数。为计算可容纳的行数，要先计算可用的垂直空间：用屏幕高度减去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群最初与飞船之间的距离（外星人高度的两倍）：
available_space_y = settings.screen_height – (3 * alien_height) – ship_height
每行下方都要留出一定的空白区域，不妨将其设置为外星人的高度。为计算可容纳的行数，将可用的垂直空间除以外星人高度的两倍。我们使用整除，因为行数只能是整数。

number_rows = available_space_y // (2 * alien_height)

重构_create_fleet 方法

    def _create_fleet(self):alien = Alien(self)alien_width, alien_height = alien.rect.sizeavailable_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.heightavailable_space_y = (self.settings.screen_height -(3 * alien_height) - ship_height)number_rows = available_space_y // (2 * alien_height)print("number_rows=",number_rows)# 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，并将其放在当前行。"""alien = Alien(self)alien_width, alien_height = alien.rect.sizealien.x = alien_width + 2 * alien_width * alien_numberalien.rect.x = alien.xalien.rect.y = alien.rect.height + 2 * alien.rect.height * row_numberself.aliens.add(alien)

为了效果敌机图片小一点，运行效果如下

让敌机移动

下面来让外星人群在屏幕上向右移动，撞到屏幕边缘后下移一定的量，再沿相反的方向移动。我们将不断移动所有的外星人，直到外星人被全部消灭，或者有外星人撞上飞船或抵达屏幕底端。下面先让外星人向右移动。
settings.py添加一个控制外星人速度的设置

def __init__(self):
--snip--
# 外星人设置
self.alien_speed = 1.0

使用这个设置来实现update()

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

主while 循环中调用更新每个外星人位置的方法

    def run_game(self):"""开始游戏的主循环"""while True:#检测事件self._check_events()#更新飞船位置self.ship.update()#更新子弹"""对编组调用update() 时，编组自动对其中的每个精灵调用update() 。因此代码行bullets.update() 将为编组bullets中的每颗子弹调用bullet.update() 。"""self._update_bullets()self._update_aliens()# 每次循环时都重绘屏幕。self._update_screen()time.sleep(0.05) #设置每50ms刷新一次def _update_aliens(self):"""更新外星人群中所有外星人的位置。"""self.aliens.update()

对编组调用方法update() ，这将自动对每个外星人调用方法update() 。如果现在运行这个游戏，你将看到外星人群向右移动，并在屏幕右边缘消失。
创建让外星人撞到屏幕右边缘后向下移动、再向左移动的设置。实现这种行为的代码如下：

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

要编写一个方法来检查外星人是否撞到了屏幕边缘，还需修改update() 让每个外星人都沿正确的方向移动

def check_edges(self):"""如果外星人位于屏幕边缘，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):"""向左或向右移动外星人。"""self.x += (self.settings.alien_speed *self.settings.fleet_direction)self.rect.x = self.x

有外星人到达屏幕边缘时，需要将整群外行星下移，并改变它们的移动方向，为此，需要在AlienInvasion 中添加一些代码，因为
要在这里检查是否有外星人到达了左边缘或右边缘。我们编写方法_check_fleet_edges() 和_change_fleet_direction() ，并且修改_update_aliens() 。这些新方法将放在_create_alien() 后面

    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()breakdef _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_speedself.settings.fleet_direction *= -1def _update_aliens(self):"""检查是否有外星人位于屏幕边缘，并更新整群外星人的位置。"""self._check_fleet_edges()self.aliens.update()

运行之后 外星人自动移动

射杀敌机

我们创建了飞船和外星人群，但子弹击中外星人时将穿过外星人，因为还没有检查碰撞。在游戏编程中，碰撞 指的是游戏元素重叠在一起。要让子弹能够击落外星人，我们将使用sprite.groupcollide() 检测两个编组的成员之间的碰撞。
子弹击中外星人时，我们需要马上知道，以便碰撞发生后让子弹立即消失。为此，我们将在更新子弹的位置后立即检测碰撞。
函数sprite.groupcollide() 将一个编组中每个元素的rect 同另一个编组中每个元素的rect 进行比较。在这里，是将每颗子弹的rect 同每个外星人的rect 进行比较，并返回一个字典，其中包含发生了碰撞的子弹和外星人。在这个字典中，每个键都是一颗子弹，而关联的值是被该子弹击中的外星人。在方法_update_bullets() 末尾，添加如下检查子弹和外星人碰撞的代码：

def _update_bullets(self):"""更新子弹的位置，并删除消失的子弹。"""--snip--# 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)

这些新增的代码将self.bullets 中所有的子弹都与self.aliens中所有的外星人进行比较，看它们是否重叠在一起。每当有子弹和外星人的rect 重叠时，groupcollide() 就在它返回的字典中添加一个键值对。两个实参True 让Pygame删除发生碰撞的子弹和外星人。（要模拟能够飞行到屏幕顶端、消灭击中的每个外星人的高能子弹，可将第一个布尔实参设置为False ，并保留第二个布尔参数为True 。这样被击中的外星人将消失，但所有的子弹都始终有效，直到抵达屏幕顶端后消失。）

此时运行这个游戏，被击中的外星人将消失。如图13-5所示，有些外星人被射杀了

生成新的敌机群

外星人无穷无尽：一群外星人被消灭后，又会出现另一群外星人。要在一群外星人被消灭后再显示一群外星人，首先需要检查编组aliens 是否为空。如果是，就调用_create_fleet() 。我们将在_update_bullets() 末尾执行这项任务

def _update_bullets(self):--snip--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()

如果现在尝试在游戏中射杀外星人，可能会发现子弹的速度不太合适（有点快或有点慢），游戏感不好。当前，可通过修改设置让这
款游戏更有意思、更好玩。要修改子弹的速度，可调整settings.py中bullet_speed 的值。在我的系统中，我把bullet_speed 的值调整到1.5，让子弹的速度快些

结束游戏

如果玩家没能在足够短的时间内将整群外星人消灭干净，导致有外星人撞到了飞船或抵达屏幕底端，飞船将被摧毁。与此同时，限制玩家可使用的飞船数，在玩家用光所有的飞船后游戏将结束。
首先检查外星人和飞船之间的碰撞，以便在外星人撞上飞船时做出合适的响应。为此，在AlienInvasion 中更新每个外星人的位置后，立即检测外星人和飞船之间的碰撞：

def _update_aliens(self):--snip--self.aliens.update()# 检测外星人和飞船之间的碰撞。if pygame.sprite.spritecollideany(self.ship, self.aliens):print("Ship hit!!!")

下面来编写一个用于跟踪游戏统计信息的新类GameStats ，并将其保存为文件game_stats.py，当外星人与飞船发生碰撞时该做些什么。们不销毁Ship 实例并创建新的，而是通过跟踪游戏的统计信息来记录飞船被撞了多少次

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.settingsself.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

在游戏运行期间，只创建一个GameStats 实例，但每当玩家开始新游戏时，需要重置一些统计信息。为此，在方法reset_stats()中初始化大部分统计信息，而不是在__init__() 中直接初始化。我们在__init__() 中调用这个方法，这样创建GameStats 实例时将妥善地设置这些统计信息，在玩家开始新游戏时也能调用reset_stats() 。
一开始玩家拥有的飞船数存储在settings.py的ship_limit中：

self.ship_limit = 3

还需对alien_invasion.py做些修改，以创建一个GameStats 实例。

from game_stats import GameStats

从Python标准库的模块time 中导入函数sleep() ，以便在飞船被外星人撞到后让游戏暂停片刻。我们还导入了GameStats 。

def __init__(self):--snip--self.screen = pygame.display.set_mode(	(self.settings.screen_width, self.settings.screen_height))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)--snip--

有外星人撞到飞船时，将余下的飞船数减1，创建一群新的外星人，并将飞船重新放到屏幕底端的中央。另外，让游戏暂停片刻，让玩家在新外星人群出现前注意到发生了碰撞并将重新创建外星人群。实现这些功能的大部分代码放到新方法_ship_hit() 中

    def _update_aliens(self):"""检查是否有外星人位于屏幕边缘，并更新整群外星人的位置。"""self._check_fleet_edges()self.aliens.update()if pygame.sprite.spritecollideany(self.ship, self.aliens):self._ship_hit()def _ship_hit(self):"""响应飞船被外星人撞到。"""# 将ships_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()# 创建一群新的外星人，并将飞船放到屏幕底端的中央。self._create_fleet()self.ship.center_ship()# 暂停。time.sleep(0.5)

新方法center_ship() ，请将其添加到ship.py的末尾

   def center_ship(self):"""让飞船在屏幕底端居中。"""self.rect.midbottom = self.screen_rect.midbottomself.x = float(self.rect.x)

有敌机到达屏幕底端

如果有外星人到达屏幕底端，我们将像有外星人撞到飞船那样做出响应。为检测这种情况，在alien_invasion.py中添加一个新方法：

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

们在_update_aliens() 中调用_check_aliens_bottom()

def _update_aliens(self):"""检查是否有外星人位于屏幕边缘，并更新整群外星人的位置。"""self._check_fleet_edges()self.aliens.update()if pygame.sprite.spritecollideany(self.ship, self.aliens):self._ship_hit()self._check_aliens_bottom()

游戏结束

现在这个游戏看起来更完整了，但它永远都不会结束，只是ships_left 不断变成越来越小的负数。下面在GameStats 中添加一个作为标志的属性game_active ，以便在玩家的飞船用完后结束游戏。首先，在GameStats 类的方法__init__() 末尾设置这

def __init__(self, ai_game):--snip--# 游戏刚启动时处于活动状态。self.game_active = True

_ship_hit() 中添加代码，在玩家的飞船用完后将game_active 设置为False

def _ship_hit(self):"""响应飞船被外星人撞到。"""# 将ships_left减1。if self.stats.ships_left>0:self.stats.ships_left -= 1# 清空余下的外星人和子弹。self.aliens.empty()self.bullets.empty()# 创建一群新的外星人，并将飞船放到屏幕底端的中央。self._create_fleet()self.ship.center_ship()# 暂停。time.sleep(0.5)else:self.stats.game_active=False

我们需要确定游戏的哪些部分在任何情况下都应运行，哪些部分仅在游戏处于活动状态时才运行：
在主循环中，在任何情况下都需要调用_check_events() ，即便游戏处于非活动状态。例如，我们需要知道玩家是否按了Q 键以退出游戏，或者是否单击了关闭窗口的按钮。我们还需要不断更新屏幕，以便在等待玩家是否选择开始新游戏时修改屏幕。其他的函数仅在游戏处于活动状态时才需要调用，因为游戏处于非活动状态时，不用更新游戏元素的位置。

    def run_game(self):"""开始游戏的主循环"""while True:#检测事件self._check_events()if self.stats.game_active:#更新飞船位置self.ship.update()#更新子弹"""对编组调用update() 时，编组自动对其中的每个精灵调用update() 。因此代码行bullets.update() 将为编组bullets中的每颗子弹调用bullet.update() 。"""self._update_bullets()self._update_aliens()# 每次循环时都重绘屏幕。self._update_screen()time.sleep(0.05) #设置每50ms刷新一次