一、规划
在游戏《外星人入侵》中，玩家控制着一艘最初出现在屏幕底部中央的飞船。玩家可以使用箭头键左右移动飞船，还可使用空格键进行射击。游戏开始时，一群外星人出现在天空中，他们在屏
幕中向下移动。玩家的任务是射杀这些外星人。玩家将所有外星人都消灭干净后，将出现一群新的外星人，他们移动的速度更快。只要有外星人撞到了玩家的飞船或到达了屏幕底部，玩家就损失一艘飞船。玩家损失三艘飞船后，游戏结束。
二、依赖库
Pygame
三、创建飞船
1.创建Pygame窗口以及响应用户输入
import sys
import pygamedef run_game():# 初始化游戏并创建一个屏幕对象pygame.init()screen=pygame.display.set_mode((1200,800))pygame.display.set_caption("Alien Invasion")#游戏开始的主循环while True:#监视键盘和鼠标for event in pygame.event.get():if event.type == pygame.QUIT:sys.exit()#让最近绘制的屏幕可见pygame.display.flip()run_game()pygame.init()初始化背景设置，让Pygame能够正确地工作。调用pygame.display.set_mode()来创建一个名为screen的显示窗口，这个游戏的所有图形元素都将在其中绘制。实参(1200, 800)是一个元组，指定了游戏窗口的尺寸。
对象screen是一个surface。在Pygame中，surface是屏幕的一部分，用于显示游戏元素。在这个游戏中，每个元素都是一个surface。display.set_mode()返回的surface表示整个游戏窗口。我们激活游戏的动画循环后，每经过一次循环都将自动重绘这个surface。
这个游戏由一个while循环控制，其中包含一个事件循环以及管理屏幕更新的代码。事件是用户玩游戏时执行的操作，如按键或移动鼠标。为让程序响应事件，我们编写一个事件循环，以侦听事件，并根据发生的事件执行相应的任务。
为访问Pygame检测到的事件，我们使用方法pygame.event.get()。所有键盘和鼠标事件都将促使for循环运行。在这个循环中，我们将编写一系列的if语句来检测并响应特定的事件。玩家单击游戏窗口的关闭按钮时，将检测到pygame.QUIT事件，而我们调用sys.exit()来退出游戏。
调用了pygame.display.flip()，命令Pygame让最近绘制的屏幕可见。在这里，它在每次执行while循环时都绘制一个空屏幕，并擦去旧屏幕，使得只有新屏幕可见。在我们移动游戏元素时，pygame.display.flip()将不断更新屏幕，以显示元素的新位置，并在原来的位置隐藏元素，从而营造平滑移动的效果。
2.设置背景色
import sys
import pygamedef run_game():# 初始化游戏并创建一个屏幕对象pygame.init()screen=pygame.display.set_mode((1200,600))pygame.display.set_caption("Alien Invasion")# 设置背景色bg_color = (230, 230, 230)#游戏开始的主循环while True:#监视键盘和鼠标for event in pygame.event.get():if event.type == pygame.QUIT:sys.exit()# 每次循环时都重绘屏幕screen.fill(bg_color)#让最近绘制的屏幕可见pygame.display.flip()run_game()在Pygame中，颜色是以RGB值指定的。这种颜色由红色、绿色和蓝色值组成，其中每个值的可能取值范围都为0~255。我们调用方法screen.fill()，用背景色填充屏幕；这个方法只接受一个实参：一种颜色。
3.创建设置类
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 = 1200self.screen_height = 600self.bg_color = (230, 230, 230)import sys
import pygame
from settings import Settingsdef run_game():# 初始化游戏并创建一个屏幕对象pygame.init()ai_settings = Settings()screen=pygame.display.set_mode((ai_settings.screen_width,ai_settings.screen_height))pygame.display.set_caption("Alien Invasion")# 设置背景色bg_color = (230, 230, 230)#游戏开始的主循环while True:#监视键盘和鼠标for event in pygame.event.get():if event.type == pygame.QUIT:sys.exit()# 每次循环时都重绘屏幕screen.fill(ai_settings.bg_color)#让最近绘制的屏幕可见pygame.display.flip()run_game()编写一个名为settings的模块，其中包含一个名为Settings的类，用于将所有设置存储在一个地方，以免在代码中到处添加设置。这样，我们就能传递一个设置对象，而不是众多不同的设置。
4.添加飞船图像
在游戏中几乎可以使用任何类型的图像文件，但使用位图（.bmp）文件最为简单，因为Pygame默认加载位图。虽然可配置Pygame以使用其他文件类型，但有些文件类型要求你在计算机上安装相应的图像库。图灵社区
5.创建Ship类
import pygameclass Ship():def __init__(self,screen):"""初始化飞船并设置其初始位置"""self.screen = screen# 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.centerxself.rect.bottom=self.screen_rect.bottomdef blitme(self):"""在指定位置绘制飞船"""self.screen.blit(self.image, self.rect)
Ship的方法__init__()接受两个参数：引用self和screen，其中后者指定了要将飞船绘制到什么地
方。为加载图像，我们调用了pygame.image.load()。这个函数返回一个表示飞船的surface，而我们将这个surface存储到了self.image中。
加载图像后，我们使用get_rect()获取相应surface的属性rect。Pygame的效率之所以如此高，一个原因是它让你能够像处理矩形一样处理游戏元素，即便它们的形状并非矩形。
处理rect对象时，可使用矩形四角和中心的 x 和 y 坐标。可通过设置这些值来指定矩形的位置。要将游戏元素居中，可设置相应rect对象的属性center、centerx或centery。要让游戏元素与屏幕边缘对齐，可使用属性top、bottom、left或right；要调整游戏元素的水平或垂直位置，可使用属性x和y，它们分别是相应矩形左上角的 x 和 y 坐标。
6.在屏幕上绘制飞船
import sys
import pygame
from settings import Settings
from ship import Ship
def run_game():# 初始化游戏并创建一个屏幕对象pygame.init()ai_settings = Settings()screen=pygame.display.set_mode((ai_settings.screen_width,ai_settings.screen_height))pygame.display.set_caption("Alien Invasion")ship = Ship(screen)#游戏开始的主循环while True:#监视键盘和鼠标for event in pygame.event.get():if event.type == pygame.QUIT:sys.exit()# 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()run_game()
7.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。
（1）函数check_events()
import pygame
import sysdef 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()
import pygame
import sysdef check_events():"""响应按键和鼠标事件"""for event in pygame.event.get():if event.type ==pygame.QUIT:sys.exit()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()8.驾驶飞船
（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。
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:ship.rect.center_x += 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。我们将让游戏检测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。
飞船的属性都由Ship类控制，因此我们将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，如果这个标志为True，就调整飞船的位置。每当需要调整飞船的位置时，我们都调用这个方法。
import pygameclass Ship():def __init__(self,screen):"""初始化飞船并设置其初始位置"""self.screen = screen# 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.centerxself.rect.bottom=self.screen_rect.bottom# 移动标志self.moving_right = Falsedef update(self):"""根据移动标志调整飞船的位置"""if self.moving_right:self.rect.centerx+=1def blitme(self):"""在指定位置绘制飞船"""self.screen.blit(self.image, self.rect)
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:ship.moving_right = Trueelif event.type == pygame.KEYUP:if event.key == pygame.K_RIGHT:ship.moving_right = False修改alien_invasion.py中的while循环
while True:#监视键盘和鼠标gf.check_events(ship)ship.update()gf.update_screen(ai_settings, screen, ship)（3）左右移动
ship.py更新
import pygameclass Ship():def __init__(self,screen):"""初始化飞船并设置其初始位置"""self.screen = screen# 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.centerxself.rect.bottom=self.screen_rect.bottom# 移动标志self.moving_right = Falseself.moving_left =Falsedef update(self):"""根据移动标志调整飞船的位置"""if self.moving_right:self.rect.centerx+=1if self.moving_left:self.rect.centerx-=1def blitme(self):"""在指定位置绘制飞船"""self.screen.blit(self.image, self.rect)
game_functions.py更新
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:ship.moving_right = Trueelif event.key == pygame.K_LEFT:ship.moving_left = Trueelif event.type == pygame.KEYUP:if event.key == pygame.K_RIGHT:ship.moving_right = Falseelif event.key == pygame.K_LEFT:ship.moving_left = False
（4）调整飞船的速度
在Settings类中添加属性ship_speed_factor，用于控制飞船的速度。
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 = 1200self.screen_height = 600self.bg_color = (230, 230, 230)self.ship_speed_factor = 1.5通过将速度设置指定为小数值，可在后面加快游戏的节奏时更细致地控制飞船的速度。然而，rect的centerx等属性只能存储整数值，因此我们需要对Ship类做些修改。
import pygameclass Ship():def __init__(self,ai_settings,screen):"""初始化飞船并设置其初始位置"""self.screen = screenself.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.centerxself.rect.bottom=self.screen_rect.bottom# 在飞船的属性center中存储小数值self.center = float(self.rect.centerx)# 移动标志self.moving_right = Falseself.moving_left =Falsedef update(self):"""根据移动标志调整飞船的位置"""# 更新飞船的center值，而不是rectif self.moving_right:self.center +=self.ai_settings.ship_speed_factorif self.moving_left:self.center -=self.ai_settings.ship_speed_factor# 根据self.center更新rect对象self.rect.centerx=self.centerdef blitme(self):"""在指定位置绘制飞船"""self.screen.blit(self.image, self.rect)
（5）限制飞船的活动范围
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"""# 更新飞船的center值，而不是rectif self.moving_right and self.rect.right < self.screen_rect.right:self.center +=self.ai_settings.ship_speed_factorif self.moving_left and self.rect.left > 0:self.center -=self.ai_settings.ship_speed_factor# 根据self.center更新rect对象self.rect.centerx=self.center（6）重构check_events()
我们将其部分代码放在两个函数中：一个处理KEYDOWN事件，另一个处理KEYUP事件
def check_keydown_events(event,ship):if event.key == pygame.K_RIGHT:ship.moving_right = Trueelif event.key == pygame.K_LEFT:ship.moving_left = Truedef check_keyup_events(event, ship):if event.key == pygame.K_RIGHT:ship.moving_right = Falseelif event.key == pygame.K_LEFT:ship.moving_left = False
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:check_keydown_events(event,ship)elif event.type == pygame.KEYUP:check_keyup_events(event, ship)
9.射击
（1）添加子弹设置
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 = 1200self.screen_height = 600self.bg_color = (230, 230, 230)self.ship_speed_factor = 1.5# 子弹设置self.bullet_speed_factor = 1self.bullet_width = 3self.bullet_height = 15self.bullet_color = 60, 60, 60（2）创建Bullet类
import pygame
from pygame.sprite import Spriteclass Bullet(Sprite):"""一个对飞船发射的子弹进行管理的类"""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.centerxself.rect.top=ship.rect.top# 存储用小数表示的子弹位置self.y=float(self.rect.y)self.color = ai_settings.bullet_colorself.speed_factor = ai_settings.bullet_speed_factordef update(self):"""向上移动子弹"""# 更新表示子弹位置的小数值self.y-=self.ship_speed_factor# 更新表示子弹的rect的位置self.rect.y=self.ydef draw_bullet(self):"""在屏幕上绘制子弹"""pygame.draw.rect(self.screen, self.color, self.rect)Bullet类继承了我们从模块pygame.sprite中导入的Sprite类。通过使用Sprite，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。
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。
（3）将子弹存储到编组中
import pygamefrom settings import Settings
from ship import Ship
import game_functions as gf
from pygame.sprite import Group
def run_game():# 初始化游戏并创建一个屏幕对象pygame.init()ai_settings = Settings()screen=pygame.display.set_mode((ai_settings.screen_width,ai_settings.screen_height))pygame.display.set_caption("Alien Invasion")ship = Ship(ai_settings,screen)# 创建一个用于存储子弹的编组bullets = Group()#游戏开始的主循环while True:#监视键盘和鼠标gf.check_events(ai_settings, screen, ship, bullets)ship.update()bullets.update()gf.update_screen(ai_settings, screen, ship, bullets)run_game()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。
我们将bullets传递给了check_events()和update_screen()。在check_events()中，需要在玩家按空格键时处理bullets；而在update_screen()中，需要更新要绘制到屏幕上的bullets。当你对编组调用update()时，编组将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()。
（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。
import pygame
import sys
from bullet import Bulletdef check_keydown_events(event,ai_settings, screen, ship,
bullets):if event.key == pygame.K_RIGHT:ship.moving_right = Trueelif event.key == pygame.K_LEFT:ship.moving_left = Trueelif event.key == pygame.K_SPACE:# 创建一颗子弹，并将其加入到编组bullets中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 = Falseelif 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)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绘所有子弹for bullet in bullets.sprites():bullet.draw_bullet()ship.blitme()# 让最近绘制的屏幕可见pygame.display.flip()
编组bulltes传递给了check_keydown_events()。玩家按空格键时，创建一颗新子弹，并使用方法add()将其加入到编组bullets中。
我们给在屏幕上绘制子弹的update_screen()添加了形参bullets。方法bullets.sprites()返回一个列表，其中包含编组bullets中的所有sprite。为在屏幕上绘制发射的所有子弹，我们遍历编组bullets中的sprite，并对每个sprite都调用draw_bullet()
（5）删除已消失的子弹
我们检查每颗子弹，看看它是否已从屏幕顶端消失。如果是这样，就将其从bullets中删除。我们使用了一条print语句，以显示当前还有多少颗子弹，从而核实已消失的子弹确实删除了。
#游戏开始的主循环while True:#监视键盘和鼠标gf.check_events(ai_settings, screen, ship, bullets)ship.update()bullets.update()# 删除已消失的子弹for bullet in bullets.copy():if bullet.rect.bottom <= 0: bullets.remove(bullet)print(len(bullets))gf.update_screen(ai_settings, screen, ship, bullets)（6）限制子弹数量
在settings.py中存储所允许的最大子弹数
# 子弹设置self.bullet_speed_factor = 1self.bullet_width = 3self.bullet_height = 15self.bullet_color = 60, 60, 60self.bullets_allowed = 3在game_functions.py的check_keydown_events()中，我们在创建新子弹前检查未消失的子弹数是否小于该设置
elif event.key == pygame.K_SPACE:# 创建一颗子弹，并将其加入到编组bullets中if len(bullets) < ai_settings.bullets_allowed:new_bullet = Bullet(ai_settings, screen, ship)bullets.add(new_bullet)（7）创建函数update_bullets()
我们创建一个名为update_bullets()的新函数，并将其添加到game_functions.py的末尾
def update_bullets(bullets):"""更新子弹的位置，并删除已消失的子弹"""# 更新子弹的位置bullets.update()# 删除已消失的子弹for bullet in bullets.copy():if bullet.rect.bottom <= 0:bullets.remove(bullet)alien_invasion.py中的while循环又变得很简单
#游戏开始的主循环while True:#监视键盘和鼠标gf.check_events(ai_settings, screen, ship, bullets)ship.update()gf.update_bullets(bullets)gf.update_screen(ai_settings, screen, ship, bullets)（8）创建函数fire_bullet()
下面将发射子弹的代码移到一个独立的函数中，这样，在check_keydown_events()中只需使用一行代码来发射子弹，让elif代码块变得非常简单.
def check_keydown_events(event,ai_settings, screen, ship,
bullets):if event.key == pygame.K_RIGHT:ship.moving_right = Trueelif event.key == pygame.K_LEFT:ship.moving_left = Trueelif event.key == pygame.K_SPACE:fire_bullet(ai_settings, screen, ship, bullets)def fire_bullet(ai_settings, screen, ship, bullets):"""如果还没有到达限制，就发射一颗子弹"""# 创建新子弹，并将其加入到编组bullets中if len(bullets) < ai_settings.bullets_allowed:new_bullet = Bullet(ai_settings, screen, ship)bullets.add(new_bullet)（9）添加一个结束游戏的快捷键Q
def check_keydown_events(event,ai_settings, screen, ship,
bullets):if event.key == pygame.K_RIGHT:ship.moving_right = Trueelif event.key == pygame.K_LEFT:ship.moving_left = Trueelif event.key == pygame.K_SPACE:fire_bullet(ai_settings, screen, ship, bullets)elif event.key == pygame.K_q:sys.exit()四、创建外星人
1.创建Alien类
import pygame
from pygame.sprite import Spriteclass Alien(Sprite):"""表示单个外星人的类"""def __init__(self, ai_settings, screen):"""初始化外星人并设置其起始位置"""super().__init__()self.screen = screenself.ai_settings = ai_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.widthself.rect.y = self.rect.height# 存储外星人的准确位置self.x = float(self.rect.x)def blitme(self):"""在指定位置绘制外星人"""self.screen.blit(self.image, self.rect)2.创建Alien实例
import pygamefrom settings import Settings
from ship import Ship
import game_functions as gf
from alien import Alien
from pygame.sprite import Group
def run_game():# 初始化游戏并创建一个屏幕对象pygame.init()ai_settings = Settings()screen=pygame.display.set_mode((ai_settings.screen_width,ai_settings.screen_height))pygame.display.set_caption("Alien Invasion")ship = Ship(ai_settings,screen)# 创建一个用于存储子弹的编组bullets = Group()# 创建一个外星人alien = Alien(ai_settings, screen)#游戏开始的主循环while True:#监视键盘和鼠标gf.check_events(ai_settings, screen, ship, bullets)ship.update()gf.update_bullets(bullets)gf.update_screen(ai_settings, screen, ship, alien,bullets)run_game()3.让外星人出现在屏幕上
def update_screen(ai_settings, screen, ship, alien,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绘所有子弹for bullet in bullets:bullet.draw_bullet()ship.blitme()alien.blitme()# 让最近绘制的屏幕可见pygame.display.flip()4.创建一群外星人
为创建一行外星人，首先在alien_invasion.py中创建一个名为aliens的空编组，用于存储全部外星人，再调用game_functions.py中创建外星人群的函数
import pygamefrom settings import Settings
from ship import Ship
import game_functions as gf
from pygame.sprite import Group
def run_game():# 初始化游戏并创建一个屏幕对象pygame.init()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、一个子弹编组和一个外星人编组ship = Ship(ai_settings, screen)bullets = Group()aliens = Group()# 创建外星人群gf.create_fleet(ai_settings, screen, aliens)#游戏开始的主循环while True:#监视键盘和鼠标gf.check_events(ai_settings, screen, ship, bullets)ship.update()gf.update_bullets(bullets)gf.update_screen(ai_settings, screen, ship, aliens,bullets)run_game()我们还需要修改update_screen()
def update_screen(ai_settings, screen, ship, aliens ,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绘所有子弹for bullet in bullets:bullet.draw_bullet()ship.blitme()aliens.draw(screen)# 让最近绘制的屏幕可见pygame.display.flip()5.创建外星人群
下面是新函数create_fleet()
def create_fleet(ai_settings, screen, aliens):"""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# 外星人间距为外星人宽度alien = Alien(ai_settings, screen)alien_width = alien.rect.widthavailable_space_x = ai_settings.screen_width - 2 * alien_widthnumber_aliens_x = int(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(ai_settings, screen)alien.x = alien_width + 2 * alien_width * alien_numberalien.rect.x = alien.xaliens.add(alien)（1）重构create_fleet()
下面是create_fleet()和两个新函数，get_number_aliens_x()和create_alien()。
def get_number_aliens_x(ai_settings, alien_width):"""计算每行可容纳多少个外星人"""available_space_x = ai_settings.screen_width - 2 * alien_widthnumber_aliens_x = int(available_space_x / (2 * alien_width))return number_aliens_x
def create_alien(ai_settings, screen, aliens, alien_number):"""创建一个外星人并将其放在当前行"""alien = Alien(ai_settings, screen)alien_width = alien.rect.widthalien.x = alien_width + 2 * alien_width * alien_numberalien.rect.x = alien.xaliens.add(alien)
def create_fleet(ai_settings, screen, aliens):"""创建外星人群"""# 创建一个外星人，并计算每行可容纳多少个外星人alien = Alien(ai_settings, screen)number_aliens_x = get_number_aliens_x(ai_settings,alien.rect.width)# 创建第一行外星人for alien_number in range(number_aliens_x):create_alien(ai_settings, screen, aliens, alien_number)（2）添加行
def create_fleet(ai_settings, screen, ship,aliens):"""创建外星人群"""# 创建一个外星人，并计算每行可容纳多少个外星人alien = Alien(ai_settings, screen)number_aliens_x = get_number_aliens_x(ai_settings,alien.rect.width)number_rows = get_number_rows(ai_settings, ship.rect.height,alien.rect.height)# 创建外星人群for row_number in range(number_rows):for alien_number in range(number_aliens_x):create_alien(ai_settings, screen, aliens,alien_number,row_number)def get_number_rows(ai_settings, ship_height, alien_height):"""计算屏幕可容纳多少行外星人"""available_space_y = (ai_settings.screen_height -(3 * alien_height) - ship_height)number_rows = int(available_space_y / (2 * alien_height))return number_rows
def create_alien(ai_settings, screen, aliens, alien_number,row_number):"""创建一个外星人并将其放在当前行"""alien = Alien(ai_settings, screen)alien_width = alien.rect.widthalien.x = alien_width + 2 * alien_width * alien_numberalien.rect.x = alien.xalien.rect.y = alien.rect.height + 2 * alien.rect.height * row_numberaliens.add(alien)6.让外星人群移动
（1）向右移动外星人
我们将使用alien.py中的方法update()，且对外星人群中的每个外星人都调用它。
def __init__(self):--snip--# 外星人设置self.alien_speed_factor = 1 def update(self):"""向右移动外星人"""self.x += self.ai_settings.alien_speed_factor self.rect.x = self.x在主while循环中已调用了更新飞船和子弹的方法，但现在还需更新每个外星人的位置：
#游戏开始的主循环while True:#监视键盘和鼠标gf.check_events(ai_settings, screen, ship, bullets)ship.update()gf.update_bullets(bullets)gf.update_aliens(aliens)gf.update_screen(ai_settings, screen, ship, aliens,bullets)最后，在文件game_functions.py末尾添加新函数update_aliens()
def update_aliens(aliens):"""更新外星人群中所有外星人的位置"""aliens.update()我们对编组aliens调用方法update()，这将自动对每个外星人调用方法update()。
（2）创建表示外星人移动方向的设置
下面来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。
# 外星人设置
self.alien_speed_factor = 1
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设置fleet_drop_speed指定了有外星人撞到屏幕边缘时，外星人群向下移动的速度。
（3）检查外星人是否撞到了屏幕边缘
需要编写一个方法来检查是否有外星人撞到了屏幕边缘，还需修改update()，以让每个外星人都沿正确的方向移动。
def update(self):"""向左或向右移动外星人"""self.x += (self.ai_settings.alien_speed_factor * self.ai_settings.fleet_direction)self.rect.x = self.xdef 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:return Trueelif self.rect.left <= 0:return True（4）向下移动外星人群并改变移动方向
需要对game_functions.py做重大修改，我们编写函数check_fleet_edges()和change_fleet_direction()，并对update_aliens()进行修改。
def check_fleet_edges(ai_settings, aliens):"""有外星人到达边缘时采取相应的措施"""for alien in aliens.sprites():if alien.check_edges():change_fleet_direction(ai_settings, aliens)break
def change_fleet_direction(ai_settings, aliens):"""将整群外星人下移，并改变它们的方向"""for alien in aliens.sprites():alien.rect.y += ai_settings.fleet_drop_speedai_settings.fleet_direction *= -1
def update_aliens(ai_settings, aliens):"""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"""check_fleet_edges(ai_settings, aliens)aliens.update()alien_invasion.py也需要进行相应修改
# 开始游戏主循环while True:gf.check_events(ai_settings, screen, ship, bullets)ship.update()gf.update_bullets(bullets)gf.update_aliens(ai_settings, aliens)gf.update_screen(ai_settings, screen, ship, aliens,bullets)五、射杀外星人
我们将使用sprite.groupcollide()检测两个编组的成员之间的碰撞。
1.检测子弹与外星人的碰撞
方法sprite.groupcollide()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。
在函数update_bullets()中，使用下面的代码来检查碰撞。
def update_bullets(aliens, bullets):"""更新子弹的位置，并删除已消失的子弹"""# 更新子弹的位置bullets.update()# 删除已消失的子弹for bullet in bullets.copy():if bullet.rect.bottom <= 0:bullets.remove(bullet)# 检查是否有子弹击中了外星人# 如果是这样，就删除相应的子弹和外星人collisions = pygame.sprite.groupcollide(bullets, aliens, True,True)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告诉Pygame删除发生碰撞的子弹和外星人。
我们调用update_bullets()时，传递了实参aliens
while True:gf.check_events(ai_settings, screen, ship, bullets)ship.update()gf.update_bullets(aliens, bullets)gf.update_aliens(ai_settings, aliens)gf.update_screen(ai_settings, screen, ship, aliens,bullets)2.生成新的外星人群
首先需要检查编组aliens是否为空。如果为空，就调用create_fleet()。我们将在update_bullets()中执行这种检查，因为外星人都是在这里被消灭的。
def update_bullets(ai_settings, screen, ship, aliens, bullets):--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(bullets, aliens, True,True)if len(aliens) == 0: # 删除现有的子弹并新建一群外星人bullets.empty() create_fleet(ai_settings, screen, ship, aliens)我们需要更新alien_invasion.py中对update_bullets()的调用
# 开始游戏主循环
while True:gf.check_events(ai_settings, screen, ship, bullets)ship.update()gf.update_bullets(ai_settings, screen, ship, aliens,bullets)gf.update_aliens(ai_settings, aliens)gf.update_screen(ai_settings, screen, ship, aliens,bullets)3.重构update_bullets()
def update_bullets(ai_settings, screen, ship, aliens, bullets):--snip--# 删除已消失的子弹for bullet in bullets.copy():if bullet.rect.bottom <= 0:bullets.remove(bullet)check_bullet_alien_collisions(ai_settings, screen, ship,aliens, bullets)
def check_bullet_alien_collisions(ai_settings, screen, ship,aliens, bullets):"""响应子弹和外星人的碰撞"""# 删除发生碰撞的子弹和外星人collisions = pygame.sprite.groupcollide(bullets, aliens, True,True)if len(aliens) == 0:# 删除现有的所有子弹，并创建一个新的外星人群bullets.empty()create_fleet(ai_settings, screen, ship, aliens)我们创建了一个新函数——check_bullet_alien_collisions()，以检测子弹和外星人之间的碰撞，以及在整群外星人都被消灭干净时采取相应的措施。这避免了update_bullets()太长。
六、结束游戏
1.检测外星人和飞船碰撞
我们在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(ai_settings, ship, aliens):"""检查是否有外星人到达屏幕边缘然后更新所有外星人的位置"""check_fleet_edges(ai_settings, aliens)aliens.update()# 检测外星人和飞船之间的碰撞if pygame.sprite.spritecollideany(ship, aliens): print("Ship hit!!!")方法spritecollideany()接受两个实参：一个sprite和一个编组。它检查编组是否有成员与sprite发生了碰撞，并在找到与sprite发生了碰撞的成员后就停止遍历编组。
如果没有发生碰撞，spritecollideany()将返回None，因此if代码块不会执行。如果找到了与飞船发生碰撞的外星人，它就返回这个外星人。
现在，我们需要将ship传递给update_aliens()
# 开始游戏主循环
while True:gf.check_events(ai_settings, screen, ship, bullets)ship.update()gf.update_bullets(ai_settings, screen, ship, aliens,bullets)gf.update_aliens(ai_settings, ship, aliens)gf.update_screen(ai_settings, screen, ship, aliens,bullets)2.响应外星人和飞船碰撞
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
class GameStats():"""跟踪游戏的统计信息"""def __init__(self, ai_settings):"""初始化统计信息"""self.ai_settings = ai_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.ai_settings.ship_limit在这个游戏运行期间，我们只创建一个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，我们在方法reset_stats()中初始化大部分统计信息，而不是在__init__()中直接初始化它们。
一开始玩家拥有的飞船数存储在settings.py的ship_limit中：
# 飞船设置
self.ship_speed_factor = 1.5
self.ship_limit = 3我们还需对alien_invasion.py做些修改，以创建一个GameStats实例
--snip--
from settings import Settings
from game_stats import GameStats
--snip--
def run_game():--snip--pygame.display.set_caption("Alien Invasion")# 创建一个用于存储游戏统计信息的实例stats = GameStats(ai_settings) --snip--# 开始游戏主循环while True:--snip--gf.update_bullets(ai_settings, screen, ship, aliens,bullets)gf.update_aliens(ai_settings, stats, screen, ship, aliens,bullets) --snip--实现响应功能的大部分代码放到函数ship_hit()中
import sys
from time import sleep
import pygame
--snip--
def ship_hit(ai_settings, stats, screen, ship, aliens, bullets):"""响应被外星人撞到的飞船"""# 将ships_left减1stats.ships_left -= 1 # 清空外星人列表和子弹列表aliens.empty() bullets.empty()# 创建一群新的外星人，并将飞船放到屏幕底端中央create_fleet(ai_settings, screen, ship, aliens) ship.center_ship()# 暂停sleep(0.5)
def update_aliens(ai_settings, stats, screen, ship, aliens,bullets): --snip--# 检测外星人和飞船碰撞if pygame.sprite.spritecollideany(ship, aliens):ship_hit(ai_settings, stats, screen, ship, aliens,bullets)def center_ship(self):"""让飞船在屏幕上居中"""self.center = self.screen_rect.centerx3.有外星人到达屏幕底端
def check_aliens_bottom(ai_settings, stats, screen, ship, aliens,bullets):"""检查是否有外星人到达了屏幕底端"""screen_rect = screen.get_rect()for alien in aliens.sprites():if alien.rect.bottom >= screen_rect.bottom: # 像飞船被撞到一样进行处理ship_hit(ai_settings, stats, screen, ship, aliens,bullets)break
def update_aliens(ai_settings, stats, screen, ship, aliens,bullets):--snip--# 检查是否有外星人到达屏幕底端check_aliens_bottom(ai_settings, stats, screen, ship, aliens,bullets) 4.游戏结束
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
def __init__(self, settings):--snip--# 游戏刚启动时处于活动状态self.game_active = True现在在ship_hit()中添加代码，在玩家的飞船都用完后将game_active设置为False
def ship_hit(ai_settings, stats, screen, ship, aliens, bullets):"""响应飞船被外星人撞到"""if stats.ships_left > 0: # 将ships_left减1stats.ships_left -= 1--snip--#暂停一会儿sleep(0.5)else:stats.game_active = False七、确定应运行游戏的哪些部分
在alien_invasion.py中，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
# 开始游戏主循环
while True:gf.check_events(ai_settings, screen, ship, bullets)if stats.game_active:ship.update()gf.update_bullets(ai_settings, screen, ship, aliens,bullets)gf.update_aliens(ai_settings, stats, screen, ship,aliens, bullets)gf.update_screen(ai_settings, screen, ship, aliens,bullets)八、记分
1.添加Play按钮
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，在game_stats.py中输入如下代码
def __init__(self, ai_settings):"""初始化统计信息"""self.ai_settings = ai_settingsself.reset_stats()# 让游戏一开始处于非活动状态self.game_active = False
def reset_stats(self):--snip--（1）创建Button类
我们创建一个Button类，用于创建带标签的实心矩形。将这个类保存为文件button.py
import pygame.fontclass Button():def __init__(self, ai_settings, screen, msg): """初始化按钮的属性"""self.screen = screenself.screen_rect = screen.get_rect()# 设置按钮的尺寸和其他属性self.width, self.height = 200, 50 self.button_color = (0, 255, 0)self.text_color = (255, 255, 255)self.font = pygame.font.SysFont(None, 48) # 创建按钮的rect对象，并使其居中self.rect = pygame.Rect(0, 0, self.width, self.height) self.rect.center = self.screen_rect.center# 按钮的标签只需创建一次self.prep_msg(msg) 我们导入了模块pygame.font，它让Pygame能够将文本渲染到屏幕上。Pygame通过将你要显示的字符串渲染为图像来处理文本。我们调用prep_msg()来处理这样的渲染。
def prep_msg(self, msg):"""将msg渲染为图像，并使其在按钮上居中"""self.msg_image = self.font.render(msg, True,self.text_color, self.button_color)self.msg_image_rect = self.msg_image.get_rect() self.msg_image_rect.center = self.rect.center方法prep_msg()接受实参self以及要渲染为图像的文本。调用font.render()将存储在msg中的文本转换为图像，然后将该图像存储在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。余下的两个实参分别是文本颜色和背景色。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。
我们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，我们创建方法draw_button()，通过调用它可将这个按钮显示到屏幕上
def draw_button(self):# 绘制一个用颜色填充的按钮，再绘制文本self.screen.fill(self.button_color, self.rect)self.screen.blit(self.msg_image, self.msg_image_rect)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对象，从而在屏幕上绘制文本图像。
（2）在屏幕上绘制按钮
--snip--
from game_stats import GameStats
from button import Button
--snip--
def run_game():--snip--pygame.display.set_caption("Alien Invasion")# 创建Play按钮play_button = Button(ai_settings, screen, "Play") --snip--# 开始游戏主循环while True:--snip--gf.update_screen(ai_settings, screen, stats, ship, aliens,bullets, play_button)run_game()接下来，修改update_screen()，以便在游戏处于非活动状态时显示Play按钮.
def update_screen(ai_settings, screen, stats, ship, aliens,bullets,play_button):"""更新屏幕上的图像，并切换到新屏幕"""--snip--# 如果游戏处于非活动状态，就绘制Play按钮if not stats.game_active:play_button.draw_button()# 让最近绘制的屏幕可见pygame.display.flip()（3）开始游戏
为在玩家单击Play按钮时开始新游戏，需在game_functions.py中添加如下代码，以监视与这个按钮相关的鼠标事件
def check_events(ai_settings, screen, stats, play_button, ship,bullets):"""响应按键和鼠标事件"""for event in pygame.event.get():if event.type == pygame.QUIT:--snip--elif event.type == pygame.MOUSEBUTTONDOWN: mouse_x, mouse_y = pygame.mouse.get_pos() check_play_button(stats, play_button, mouse_x,mouse_y)def check_play_button(stats, play_button, mouse_x, mouse_y):"""在玩家单击Play按钮时开始新游戏"""if play_button.rect.collidepoint(mouse_x, mouse_y): stats.game_active = True在alien_invasion.py中调用check_events()，需要传递另外两个实参——stats和play_button
# 开始游戏主循环
while True:gf.check_events(ai_settings, screen, stats, play_button,ship,bullets)--snip--（4）重置游戏
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
def check_play_button(ai_settings, screen, stats, play_button,ship, aliens,bullets, mouse_x, mouse_y):"""在玩家单击Play按钮时开始新游戏"""if play_button.rect.collidepoint(mouse_x, mouse_y):# 重置游戏统计信息stats.reset_stats() stats.game_active = True# 清空外星人列表和子弹列表aliens.empty() bullets.empty()# 创建一群新的外星人，并让飞船居中create_fleet(ai_settings, screen, ship, aliens) ship.center_ship()check_events()的定义需要修改，调用check_play_button()的代码亦如此
def check_events(ai_settings, screen, stats, play_button, ship,aliens,bullets):"""响应按键和鼠标事件"""for event in pygame.event.get():if event.type == pygame.QUIT:--snip--elif event.type == pygame.MOUSEBUTTONDOWN:mouse_x, mouse_y = pygame.mouse.get_pos()check_play_button(ai_settings, screen, stats,play_button, ship, aliens, bullets, mouse_x, mouse_y)下面来修改alien_invasion.py中调用check_events()的代码，以将实参aliens传递给它
# 开始游戏主循环
while True:gf.check_events(ai_settings, screen, stats, play_button,ship,aliens, bullets)--snip--（5）将Play按钮切换到非活动状态
当前，Play按钮存在一个问题，那就是即便Play按钮不可见，玩家单击其原来所在的区域时，游戏依然会作出响应。为修复这个问题，可让游戏仅在game_active为False时才开始.
def check_play_button(ai_settings, screen, stats, play_button,ship, aliens,bullets,mouse_x, mouse_y):"""玩家单击Play按钮时开始新游戏"""button_clicked = play_button.rect.collidepoint(mouse_x,mouse_y) if button_clicked and not stats.game_active: #重置游戏统计信息--snip--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。
（6）隐藏光标
我们在游戏处于活动状态时让光标不可见
def check_play_button(ai_settings, screen, stats, play_button,ship, aliens,bullets, mouse_x, mouse_y):"""在玩家单击Play按钮时开始新游戏"""button_clicked = play_button.rect.collidepoint(mouse_x,mouse_y)if button_clicked and not stats.game_active:# 隐藏光标pygame.mouse.set_visible(False)--snip--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，我们将重新显示光标，让玩家能够单击Play按钮来开始新游戏。
def ship_hit(ai_settings, screen, stats, ship, aliens, bullets):"""响应飞船被外星人撞到"""if stats.ships_left > 0:--snip--else:stats.game_active = Falsepygame.mouse.set_visible(True)2.提高等级
（1）修改速度设置
我们首先重新组织Settings类，将游戏设置划分成静态的和动态的两组。对于随着游戏进行而变化的设置，我们还确保它们在开始新游戏时被重置。
def __init__(self):"""初始化游戏的静态设置"""# 屏幕设置self.screen_width = 1200self.screen_height = 800self.bg_color = (230, 230, 230)# 飞船设置self.ship_limit = 3# 子弹设置self.bullet_width = 3self.bullet_height = 15self.bullet_color = 60, 60, 60self.bullets_allowed = 3# 外星人设置self.fleet_drop_speed = 10# 以什么样的速度加快游戏节奏self.speedup_scale = 1.1 self.initialize_dynamic_settings() initialize_dynamic_settings()的代码如下
def initialize_dynamic_settings(self):"""初始化随游戏进行而变化的设置"""self.ship_speed_factor = 1.5self.bullet_speed_factor = 3self.alien_speed_factor = 1# fleet_direction为1表示向右；为-1表示向左self.fleet_direction = 1每当玩家提高一个等级时，我们都使用increase_speed()来提高飞船、子弹和外星人的速度
def increase_speed(self):"""提高速度设置"""self.ship_speed_factor *= self.speedup_scaleself.bullet_speed_factor *= self.speedup_scaleself.alien_speed_factor *= self.speedup_scale在check_bullet_alien_collisions()中，我们在整群外星人都被消灭后调用increase_speed()来加快游戏的节奏，再创建一群新的外星人
def check_bullet_alien_collisions(ai_settings, screen, ship,aliens, bullets):--snip--if len(aliens) == 0:# 删除现有的子弹，加快游戏节奏，并创建一群新的外星人bullets.empty()ai_settings.increase_speed()create_fleet(ai_settings, screen, ship, aliens)（2）重置速度
def check_play_button(ai_settings, screen, stats, play_button,ship, aliens,bullets, mouse_x, mouse_y):"""在玩家单击Play按钮时开始新游戏"""button_clicked = play_button.rect.collidepoint(mouse_x,mouse_y)if button_clicked and not stats.game_active:# 重置游戏设置ai_settings.initialize_dynamic_settings()# 隐藏光标pygame.mouse.set_visible(False)--snip--3.记分
下面来实现一个记分系统，以实时地跟踪玩家的得分，并显示最高得分、当前等级和余下的飞船数。得分是游戏的一项统计信息，因此我们在GameStats中添加一个score属性。
class GameStats():--snip--def reset_stats(self):"""初始化随游戏进行可能变化的统计信息"""self.ships_left = self.ai_settings.ship_limitself.score = 0为在每次开始游戏时都重置得分，我们在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，我们首先创建一个新类Scoreboard。就当前而言，这个类只显示当前得分，但后面我们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，它被保存为文件scoreboard.py
import pygame.fontclass Scoreboard():"""显示得分信息的类"""def __init__(self, ai_settings, screen, stats): """初始化显示得分涉及的属性"""self.screen = screenself.screen_rect = screen.get_rect()self.ai_settings = ai_settingsself.stats = stats# 显示得分信息时使用的字体设置self.text_color = (30, 30, 30) self.font = pygame.font.SysFont(None, 48) # 准备初始得分图像self.prep_score() 为将要显示的文本转换为图像，我们调用了prep_score()
def prep_score(self):"""将得分转换为一幅渲染的图像"""score_str = str(self.stats.score) self.score_image = self.font.render(score_str, True,self.text_color,self.ai_settings.bg_color)# 将得分放在屏幕右上角self.score_rect = self.score_image.get_rect() self.score_rect.right = self.screen_rect.right - 20 self.score_rect.top = 20 最后，我们创建方法show_score()，用于显示渲染好的得分图像
def show_score(self):"""在屏幕上显示得分"""self.screen.blit(self.score_image, self.score_rect)（2）创建记分牌
为显示得分，我们在alien_invasion.py中创建一个Scoreboard实例
--snip--
from game_stats import GameStats
from scoreboard import Scoreboard
--snip--
def run_game():--snip--# 创建存储游戏统计信息的实例，并创建记分牌stats = GameStats(ai_settings)sb = Scoreboard(ai_settings, screen, stats) --snip--# 开始游戏主循环while True:--snip--gf.update_screen(ai_settings, screen, stats, sb, ship,aliens, bullets, play_button)run_game()为显示得分，将update_screen()修改成下面这样
def update_screen(ai_settings, screen, stats, sb, ship, aliens,bullets,play_button):--snip--# 显示得分sb.show_score()# 如果游戏处于非活动状态，就显示Play按钮if not stats.game_active:play_button.draw_button()# 让最近绘制的屏幕可见pygame.display.flip()（3）在外星人被消灭时更新得分
def initialize_dynamic_settings(self):--snip--# 记分self.alien_points = 50在check_bullet_alien_collisions()中，每当有外星人被击落时，都更新得分
def check_bullet_alien_collisions(ai_settings, screen, stats, sb,ship,aliens, bullets):"""响应子弹和外星人发生碰撞"""# 删除发生碰撞的子弹和外星人collisions = pygame.sprite.groupcollide(bullets, aliens, True,True)if collisions:stats.score += ai_settings.alien_points sb.prep_score()--snip--我们需要修改update_bullets()，确保在函数之间传递合适的实参
def update_bullets(ai_settings, screen, stats, sb, ship, aliens,bullets):"""更新子弹的位置，并删除已消失的子弹"""--snip--check_bullet_alien_collisions(ai_settings, screen, stats, sb,ship, aliens, bullets)我们还需要修改主while循环中调用update_bullets()的代码
# 开始游戏主循环
while True:gf.check_events(ai_settings, screen, stats, play_button,ship,aliens, bullets)if stats.game_active:ship.update()gf.update_bullets(ai_settings, screen, stats, sb,ship, aliens,bullets)--snip--（4）将消灭的每个外星人的点数都计入得分
我们的代码可能遗漏了一些被消灭的外星人。例如，如果在一次循环中有两颗子弹射中了外星人，或者因子弹更宽而同时击中了多个外星人，玩家将只能得到一个被消灭的外星人的点数。
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，其中包含该子弹撞到的外星人。我们遍历字典collisions，确保将消灭的每个外星人的点数都记入得分
def check_bullet_alien_collisions(ai_settings, screen, stats, sb,ship,aliens, bullets):--snip--if collisions:for aliens in collisions.values(): stats.score += ai_settings.alien_points * len(aliens)sb.prep_score()--snip--（5）提高点数
玩家每提高一个等级，游戏都变得更难，因此处于较高的等级时，外星人的点数应更高。
class Settings():"""存储游戏《外星人入侵》的所有设置的类"""def __init__(self):--snip--# 加快游戏节奏的速度self.speedup_scale = 1.1# 外星人点数的提高速度self.score_scale = 1.5 self.initialize_dynamic_settings()def increase_speed(self):"""提高速度设置和外星人点数"""self.ship_speed_factor *= self.speedup_scaleself.bullet_speed_factor *= self.speedup_scaleself.alien_speed_factor *= self.speedup_scaleself.alien_points = int(self.alien_points *self.score_scale) （6）将得分圆整
将得分显示为10的整数倍，还将设置得分的格式，在大数字中添加用逗号表示的千位分隔符。我们在Scoreboard中执行这种修改
def prep_score(self):"""将得分转换为渲染的图像"""rounded_score = int(round(self.stats.score, -1)) score_str = "{:,}".format(rounded_score) self.score_image = self.font.render(score_str, True,self.text_color, self.ai_settings.bg_color)--snip--函数round()通常让小数精确到小数点后多少位，其中小数位数是由第二个实参指定的。然而，如果将第二个实参指定为负数，round()将圆整到最近的10、100、1000等整数倍。使用了一个字符串格式设置指令，它让Python将数值转换为字符串时在其中插入逗号。
（7）最高得分
每个玩家都想超过游戏的最高得分记录。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。
def __init__(self, ai_settings):--snip--# 在任何情况下都不应重置最高得分self.high_score = 0下面来修改Scoreboard以显示最高得分。先来修改方法__init__()
def __init__(self, ai_settings, screen, stats):--snip--# 准备包含最高得分和当前得分的图像self.prep_score()self.prep_high_score() 方法prep_high_score()的代码如下
def prep_high_score(self):"""将最高得分转换为渲染的图像"""high_score = int(round(self.stats.high_score, -1)) high_score_str = "{:,}".format(high_score) self.high_score_image = self.font.render(high_score_str,True, self.text_color, self.ai_settings.bg_color)#将最高得分放在屏幕顶部中央self.high_score_rect = self.high_score_image.get_rect()self.high_score_rect.centerx = self.screen_rect.centerx self.high_score_rect.top = self.score_rect.top def show_score(self):"""在屏幕上显示当前得分和最高得分"""self.screen.blit(self.score_image, self.score_rect)self.screen.blit(self.high_score_image,self.high_score_rect)为检查是否诞生了新的最高得分，我们在game_functions.py中添加一个新函数check_high_score()
def check_high_score(stats, sb):"""检查是否诞生了新的最高得分"""if stats.score > stats.high_score: stats.high_score = stats.scoresb.prep_high_score()在check_bullet_alien_collisions()中，每当有外星人被消灭，都需要在更新得分后调用check_high_score()
def check_bullet_alien_collisions(ai_settings, screen, stats, sb,ship,aliens, bullets):--snip--if collisions:for aliens in collisions.values():stats.score += ai_settings.alien_points * len(aliens)sb.prep_score()check_high_score(stats, sb)--snip--（8）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
def reset_stats(self):"""初始化随游戏进行可能变化的统计信息"""self.ships_left = self.ai_settings.ship_limitself.score = 0self.level = 1为让Scoreboard能够在当前得分下方显示当前等级，我们在__init__()中调用了一个新方法prep_level()
def __init__(self, ai_settings, screen, stats):--snip--# 准备包含得分的初始图像self.prep_score()self.prep_high_score()self.prep_level()prep_level()的代码如下
def prep_level(self):"""将等级转换为渲染的图像"""self.level_image = self.font.render(str(self.stats.level),True, self.text_color, self.ai_settings.bg_color)# 将等级放在得分下方self.level_rect = self.level_image.get_rect()self.level_rect.right = self.score_rect.right self.level_rect.top = self.score_rect.bottom + 10我们还需要更新show_score()
def show_score(self):"""在屏幕上显示飞船和得分"""self.screen.blit(self.score_image, self.score_rect)self.screen.blit(self.high_score_image,self.high_score_rect)self.screen.blit(self.level_image, self.level_rect)我们在check_bullet_alien_collisions()中提高等级，并更新等级图像
def check_bullet_alien_collisions(ai_settings, screen, stats, sb,ship,aliens, bullets):--snip--if len(aliens) == 0:# 如果整群外星人都被消灭，就提高一个等级bullets.empty()ai_settings.increase_speed()# 提高等级stats.level += 1 sb.prep_level() create_fleet(ai_settings, screen, ship, aliens)为确保开始新游戏时更新记分和等级图像，在按钮Play被单击时触发重置
def check_play_button(ai_settings, screen, stats, sb, play_button,ship,aliens, bullets, mouse_x, mouse_y):"""在玩家单击Play按钮时开始新游戏"""button_clicked = play_button.rect.collidepoint(mouse_x,mouse_y)if button_clicked and not stats.game_active:--snip--# 重置游戏统计信息stats.reset_stats()stats.game_active = True# 重置记分牌图像sb.prep_score() sb.prep_high_score()sb.prep_level()# 清空外星人列表和子弹列表aliens.empty()bullets.empty()--snip--在check_events()中，现在需要向check_play_button()传递sb，让它能够访问记分牌对象
def check_events(ai_settings, screen, stats, sb, play_button,ship, aliens,bullets):"""响应按键和鼠标事件"""for event in pygame.event.get():if event.type == pygame.QUIT:--snip--elif event.type == pygame.MOUSEBUTTONDOWN:mouse_x, mouse_y = pygame.mouse.get_pos()check_play_button(ai_settings, screen, stats, sb,play_button, ship, aliens, bullets, mouse_x, mouse_y)最后，更新alien_invasion.py中调用check_events()的代码，也向它传递sb
# 开始游戏主循环
while True:gf.check_events(ai_settings, screen, stats, sb,play_button, ship,aliens, bullets)--snip--（9）显示余下的飞船数
首先，需要让Ship继承Sprite，以便能够创建飞船编组
import pygame
from pygame.sprite import Spriteclass Ship(Sprite): def __init__(self, ai_settings, screen):"""初始化飞船，并设置其起始位置"""super(Ship, self).__init__() --snip--接下来，需要修改Scoreboard，在其中创建一个可供显示的飞船编组。下面是其中的import语句和方法__init__()
import pygame.font
from pygame.sprite import Group
from ship import Shipclass Scoreboard():"""报告得分信息的类"""def __init__(self, ai_settings, screen, stats):--snip--self.prep_level()self.prep_ships()--snip--prep_ships()的代码如下
def prep_ships(self):"""显示还余下多少艘飞船"""self.ships = Group() for ship_number in range(self.stats.ships_left): ship = Ship(self.ai_settings, self.screen)ship.rect.x = 10 + ship_number * ship.rect.width ship.rect.y = 10 self.ships.add(ship)现在需要在屏幕上绘制飞船了
def show_score(self):--snip--self.screen.blit(self.level_image, self.level_rect)# 绘制飞船self.ships.draw(self.screen)为在游戏开始时让玩家知道他有多少艘飞船，我们在开始新游戏时调用prep_ships()。这是在game_functions.py的check_play_button()中进行的
def check_play_button(ai_settings, screen, stats, sb, play_button,ship,aliens, bullets, mouse_x, mouse_y):"""在玩家单击Play按钮时开始新游戏"""button_clicked = play_button.rect.collidepoint(mouse_x,mouse_y)if button_clicked and not stats.game_active:--snip--# 重置记分牌图像sb.prep_score()sb.prep_high_score()sb.prep_level()sb.prep_ships()--snip--我们还在飞船被外星人撞到时调用prep_ships()，从而在玩家损失一艘飞船时更新飞船图像
def update_aliens(ai_settings, screen, stats, sb, ship, aliens,bullets): --snip--# 检测外星人和飞船之间的碰撞if pygame.sprite.spritecollideany(ship, aliens):ship_hit(ai_settings, screen, stats, sb, ship, aliens,bullets) # 检查是否有外星人抵达屏幕底端check_aliens_bottom(ai_settings, screen, stats, sb, ship,aliens, bullets) def ship_hit(ai_settings, screen, stats, sb, ship, aliens,bullets): """响应被外星人撞到的飞船"""if stats.ships_left > 0:# 将ships_left减1stats.ships_left -= 1# 更新记分牌sb.prep_ships() # 清空外星人列表和子弹列表--snip--在check_aliens_bottom()中需要调用ship_hit()，因此对这个函数进行更新
def check_aliens_bottom(ai_settings, screen, stats, sb, ship,aliens,bullets):"""检查是否有外星人抵达屏幕底端"""screen_rect = screen.get_rect()for alien in aliens.sprites():if alien.rect.bottom >= screen_rect.bottom:# 像飞船被外星人撞到一样处理ship_hit(ai_settings, screen, stats, sb, ship, aliens,bullets)break最后，在alien_invasion.py中修改调用update_aliens()的代码，向它传递实参sb
# 开始游戏主循环
while True:--snip--if stats.game_active:ship.update()gf.update_bullets(ai_settings, screen, stats, sb,ship, aliens,bullets)gf.update_aliens(ai_settings, screen, stats, sb, ship,aliens,bullets)--snip--九、源码来源
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