用Python语言，pygame模块开发一个简单的外星人入侵小游戏（在实战中学习Python类、函数方法、模版的使用，事半功倍）_python外星人入侵游戏

最近深入学习了一下Python类与方法的使用，一边看书，一边敲代码，在实战中加深了对Python类与方法的使用，也对pygame有了更多的理解。

话不多说，有需要的友友可以直接复制粘贴以下代码到本地运行：

1、主文件 alien_invasion.py

import sys
import pygame
from settings import Settings
from ship import Ship
from bullet import Bullet
from alien import Alien
from time import sleep
from game_stats import GameStats
from scoreboard import Scoreboard
from button import Button
 
 
class Alienvasion:
    """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"""
        # 在类的方法__init__()，调用函数pygame.init()方法来初始化背景设置。
        pygame.init()
        self.settings = Settings()
 
        # 创建显示窗口，所有元素在其中显示
        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)
 
        # 创建存储游戏统计信息的实例， 并创建计分牌
        self.sb = Scoreboard(self)
 
        # 设置背景色
        # self.bg_color = self.settings.bg_color
        self.screen.fill(self.settings.bg_color)
        self.ship = Ship(self)  # 放到前面去就出错，原因？？？
        # 创建一个编组，用于存储所有有效的子弹，是后者的一个实例
        self.bullets = pygame.sprite.Group()
        self.aliens = pygame.sprite.Group()
        self._create_fleet()
        # 创建play按钮
        self.play_button = Button(self, "Play", "white")
 
    def run_game(self):
        """开始游戏的主循环,尽可能包含少的代码"""
        while True:
            self._check_events()
 
            if self.stats.game_active:
 
                # 每次执行循环时都调用飞船的方法update()
                self.ship.update()
                self._update_bullets()
                # 调用更新每个外星人位置的方法
                self._update_aliens()
            self._update_screen()
 
    def _check_events(self):
        """响应按键和鼠标位置"""
        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)
 
            elif event.type == pygame.MOUSEBUTTONDOWN:
                mouse_pos = pygame.mouse.get_pos()
                self._check_play_button(mouse_pos)
 
    def _check_play_button(self, mouse_pos):
        """在玩家单击play按钮时开始新游戏"""
        button_clicked = self.play_button.rect.collidepoint(mouse_pos)
        if button_clicked and not self.stats.game_active:
            # 重置游戏设置
            self.settings.initialize_dynamic_settings()
 
            # if self.play_button.rect.collidepoint(mouse_pos) :
            # 重置游戏统计信息
            self.stats.reset_stats()
            self.stats.game_active = True
 
            self.sb.prep_score()
            self.sb.prep_level()
            self.sb.prep_ships()
 
            # 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让飞船居中
            self._create_fleet()
            self.ship.center_ship()
 
            # 隐藏光标
            pygame.mouse.set_visible(False)
 
    def _check_keydown_events(self, event):
        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_SPACE:
            self._fire_bullet()
 
    def _check_keyup_events(self, event):
        if event.key == pygame.K_RIGHT:
            self.ship.moving_right = False
 
        elif event.key == pygame.K_LEFT:
            self.ship.moving_left = False
 
    def _update_bullets(self):
        # 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)
            # print(len(self.bullets))
 
        # 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
        # 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。
        self._check_bullet_alien_collisions()
 
    def _check_bullet_alien_collisions(self):
        # 响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 collisions:
            for aliens in collisions.values():
                self.stats.score += self.settings.alien_points * len(aliens)
            self.sb.prep_score()
            self.sb.prep_level()
            self.sb.check_high_score()
 
        # 生成新的外星人群，空编组相当于false
        if not self.aliens:
            self.bullets.empty()
            self._create_fleet()
 
            self.settings.increase_speed()
 
            # 提高等级
            self.stats.level += 1
            self.sb.prep_level()
 
    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
            
            self.sb.prep_ships()
            # 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，并将飞船放到屏幕低端的中央
            self._create_fleet()
            self.ship.center_ship()
            sleep(1)
        else:
            self.stats.game_active = False
 
            # 显示光标
            pygame.mouse.set_visible(True)
 
    # 检查有外星人到达屏幕底端
    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:
                self._ship_hit()
                break
 
    def _update_aliens(self):
        """更新外星人群中所有外星人的位置"""
        # 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()
 
        # 检测外星人和飞船之间的碰撞
        if pygame.sprite.spritecollideany(self.ship, self.aliens):
            self._ship_hit()
 
        self._check_aliens_bottom()
 
    def _create_fleet(self):
        """创建外星人群"""
        # 创建一个外星人
        # alien=Alien(self)
        # self.aliens.add(alien)
        alien = Alien(self)
        alien_width, alien_height = alien.rect.size
        available_sapce_x = self.settings.screen_width - (2 * alien_width)
        number_aliens_x = available_sapce_x // (2 * alien_width)
 
        # 计算屏幕可容纳多少行外星人
        ship_height = self.ship.rect.height
        available_sapce_y = (
            self.settings.screen_height - (3 * alien_height) - ship_height
        )
        number_rows = available_sapce_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):
                # 创建一个外星人并将其加入到当前行
                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到当前行"""
        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 _check_fleet_edges(self):
        """如果有外星人到达边缘时采取的相应措施"""
        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 _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()
        # 让最近绘制的屏幕可见，每次执行while循环都绘制空屏幕，擦去旧屏幕，
        # 在原位置隐藏元素，从而达到平滑移动的效果
 
        if not self.stats.game_active:
            self.play_button.draw_button()
 
        for bullet in self.bullets.sprites():
            bullet.draw_bullet()
        self.aliens.draw(self.screen)
 
        # 显示得分
        self.sb.show_score()
 
        pygame.display.flip()
 
    def _fire_bullet(self):
        """创建子弹，并将其加入编组bullets中"""
        # 限制子弹的数量
        if len(self.bullets) < self.settings.bullets_allowed:
            new_bullet = Bullet(self)
            self.bullets.add(new_bullet)
 
 
if __name__ == "__main__":
    # 创建游戏实例并运行游戏
    ai = Alienvasion()
    ai.run_game()

2、飞船ship.py

import pygame
from pygame.sprite import Sprite
 
 
class Ship(Sprite):
    """管理飞船的类"""
 
    def __init__(
        self, ai_game
    ):  # 两个参数:引用self 和 指向当前AlienInvasion实例的引用，这让Ship能访问AlienInvasion中定义的所有游戏资源
        super().__init__()
        """初始化飞船并设置其初始位置"""
        self.screen = ai_game.screen
        self.screen_rect = ai_game.screen.get_rect()
        self.settings = ai_game.settings
 
        # 加载飞船图像并获取其外接矩形
        self.image = pygame.image.load(
            r"D:\program\python\Python编程从入门实践\alien_envision2.0\images\ship.bmp"
        )
        self.rect = self.image.get_rect()
 
        # 对于每一艘飞船，都将其放在屏幕底部中央
        self.rect.midbottom = self.screen_rect.midbottom
 
        self.x = float(self.rect.x)
 
        # 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:
            # 更新飞船而不是rect对象的x值
            self.x += self.settings.ship_speed
 
        # 不使用elif是因为玩家可能同时按住左右键，用if更精确一些
        if self.moving_left and self.rect.left > 0:
            self.x -= self.settings.ship_speed
 
        self.rect.x = self.x
 
    def blitme(self):
        """在指定位置绘制飞船"""
        self.screen.blit(self.image, self.rect)
 
    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)

3、子弹bullet.py

import pygame
from pygame.sprite import Sprite
 
 
class Bullet(Sprite):
    """管理飞船所发射子弹的类"""
 
    def __init__(self, ai_game):
        """在飞船当前位置创建一个子弹对象"""
        super().__init__()
        self.screen = ai_game.screen
        self.settings = ai_game.settings
        self.color = self.settings.bullet_color
 
        # 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, self.settings.bullet_width, self.settings.bullet_height
        )
 
        # 把子弹位置放到飞船的正上方
        self.rect.midtop = ai_game.ship.rect.midtop
 
        # 存储用小数表示的子弹位置
        self.y = float(self.rect.y)
 
    def update(self):
        """向上移动子弹"""
        # 更新表示子弹位置的小数值
        self.y -= self.settings.bullet_speed
        # 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)

4、设置（速度、宽度、数量等）settings.py

class Settings:
    """存储游戏中所有设置的类"""
 
    def __init__(self):
        """初始化游戏设置"""
 
        self.screen_width = 1200
        self.screen_height = 800
        self.bg_color = (230, 230, 230)
        self.ship_speed = 1.5
        self.ship_limit = 3
 
        # 更新子弹设置
        self.bullet_speed = 2.0
        self.bullet_width = 3
        self.bullet_height = 3
        self.bullet_color = (60, 60, 60)
 
        # 限制子弹的数量
        self.bullets_allowed = 5
 
        # 设置外星人移动的速度
        self.alien_speed = 1.0
 
        # 外星人设置
        self.fleet_drop_speed = 4
        # fleet_direction 为1表示向右移动，为-1表示向左移动
        self.fleet_direction = 1
        self.text_color = "red"
 
        # 加快游戏节奏的速度
        self.speedup_scale = 1
 
        # 外星人分数的提高速度
        self.score_scale = 1.5
 
        self.initialize_dynamic_settings()
 
    def initialize_dynamic_settings(self):
        """初始化随游戏进行而变化的设置"""
        self.ship_speed = 1.5
        self.bullet_speed = 4.0
        self.alien_speed = 1.0
 
        self.fleet_direction = 0.8
 
        self.alien_points = 50
 
    def increase_speed(self):
        """提高速度设置"""
        self.ship_speed *= self.speedup_scale
        self.bullet_speed *= self.speedup_scale
        self.alien_speed *= self.speedup_scale
 
        self.alien_points = int(self.alien_points * self.score_scale)
'
运行
运行

5、外星人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):
        """初始化外星人并设置其起始位置"""
        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(
            r"D:\program\python\Python编程从入门实践\alien_envision2.0\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
 
        # 存储外星人的精确水平位置
        self.x = float(self.rect.x)
 
    # 检查外星人是否撞到了屏幕边缘
    def check_edges(self):
        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.rect.x = self.x
 
        # 向右或向左移动外星人
        self.x += self.settings.alien_speed * self.settings.fleet_direction
        self.rect.x = self.x

6、统计分数 scoreboard.py

import pygame.font
from pygame.sprite import Group
from ship import Ship
 
 
class Scoreboard:
    # 显示得分信息的类
 
    def __init__(self, ai_game):
        self.ai_game = ai_game
 
        # 初始化显示得分涉及的属性
        self.screen = ai_game.screen
 
        self.screen_rect = self.screen.get_rect()
        self.settings = ai_game.settings
        self.stats = ai_game.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)
 
        # 准备最高得分的图像和当前得分的图像
        self.prep_score()
        self.prep_high_score()
        self.prep_level()
 
        self.prep_ships()
 
    def prep_ships(self):
        # 显示还剩下多少艘飞船
        self.ships = Group()
        for ship_number in range(self.stats.ships_left):
            ship = Ship(self.ai_game)
            ship.rect.x = 10 + ship_number * ship.rect.width
            ship.rect.y = 10
            self.ships.add(ship)
 
    def prep_score(self):
        # 将得分转换为一幅渲染的图像
        rounded_score = round(self.stats.score, -1)
        score_str = "{:,}".format(rounded_score)
 
        score_str = str(self.stats.score)
        self.score_image = self.font.render(
            score_str, True, self.text_color, self.settings.bg_color
        )
 
        # 在屏幕右上角显示得分
        self.score_rect = self.score_image.get_rect()
        self.score_rect.right = self.screen_rect.right - 20
        self.score_rect.top = 20
 
    def prep_high_score(self):
        # 将最高得分转换为渲染的图像
        high_score = 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.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 prep_level(self):
        # 将等级转换为渲染的图像
        level_str = str(self.stats.level)
        self.level_image = self.font.render(
            level_str, True, self.text_color, self.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
 
    def check_high_score(self):
        # 检查是否诞生了新的最高得分
        if self.stats.score > self.stats.high_score:
            self.stats.high_score = self.stats.score
            self.prep_high_score()
 
    def show_score(self):
        # 在屏幕上显示得分
        self.screen.blit(self.score_image, self.score_rect)
 
        self.screen.blit(self.high_score_image, self.high_score_rect)
        # 显示等级
        self.screen.blit(self.level_image, self.level_rect)
        
        
        self.ships.draw(self.screen)

7、按钮button.py

import pygame.font
 
class Button:
    def __init__(self, ai_game, msg, text_color):
        # 初始化按钮的属性
        self.screen = ai_game.screen
        self.screen_rect = self.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, 100, 0)
        self.text_color = text_color  # 新增的文本颜色属性
        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
        # 按钮的标签只需要创建一次
        self._prep_msg(msg)
 
    def _prep_msg(self, msg):
        # 将 msg 渲染成图像，并使其在按钮上居中
        self.msg_image = self.font.render(msg, True, self.text_color)  # 使用传入的文本颜色
        self.msg_image_rect = self.msg_image.get_rect()
        self.msg_image_rect.center = self.rect.center
 
    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)

8、游戏初始化设置game_stats.py

class GameStats:
    def __init__(self, ai_game):
        """初始化统计信息"""
        self.settings = ai_game.settings
        self.reset_stats()
 
        self.game_active = False
        
        #任何情况下都不应该重置最高得分
        self.high_score=0
 
    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
 
        self.score = 0
        
        self.level=1
'
运行
运行

把上面的8个文件按照文件名复制粘贴到本地，用编辑器打开，安装pygame模块，把外星人和飞船的.bmp文件放到images文件夹中，运行alien_invasion.py文件便可以开始游戏啦~

也可以自定义游戏内容，比如图片内容，在settings.py中修改游戏难易程度等，游戏效果如下：

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