Python游戏编程(Pygame)

安装Pygame

pip install pygame
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C:\Users> pip install pygame                
Collecting pygame                   
  Downloading https://files.pythonhosted.org/packages/3e/f5/feabd88a2856ec86166a897b62bfad828bfe7a94a27cbd7ebf07fd
70399/pygame-1.9.4-cp37-cp37m-win_amd64.whl (4.2MB)
    100% |██████████████████████████| 4.2MB 6.6MB/s
Installing collected packages: pygam
Successfully installed pygame-1.9.4 
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Pygame常用模块

简单示例：

import pygame
import sys

pygame.init()  # 初始化pygame
size = width, height = 320, 240  # 设置窗口大小
screen = pygame.display.set_mode(size)  # 显示窗口

while True:  # 死循环确保窗口一直显示
    for event in pygame.event.get():  # 遍历所有事件
        if event.type == pygame.QUIT:  # 如果单击关闭窗口，则退出
            sys.exit()

pygame.quit()  # 退出pygame
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执行结果：

制作一个跳跃的小球游戏

创建一个游戏窗口，然后在窗口内创建一个小球。以一定的速度移动小球，当小球碰到游戏窗口的边缘时，小球弹回，继续运动按照如下步骤实现该功能：

创建游戏窗口

1. 创建一个游戏窗口，宽和高设置为640*480。代码如下：

import sys
import pygame
pygame.init()                       # 初始化pygame
size = width, height = 640, 480     # 设置窗口大小
screen = pygame.display.set_mode()  # 显示窗口
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上述代码中，首先导入pygame模块，然后调用init()方法初始化pygame模块，接下来，设置窗口的宽和高，最后使用display模块显示窗体。

display模块的常用方法

保持窗口显示

2. 运行第一步的代码后会出现一个一闪而过的黑色窗口，这是因为程序执行完成后，会自动关闭。如果想要让窗口一直显示，需要使用while True让程序一直执行，此外，还需要设置关闭按钮。具体代码如下：

import pygame
import sys

pygame.init()  # 初始化pygame
size = width, height = 320, 240  # 设置窗口大小
screen = pygame.display.set_mode(size)  # 显示窗口

while True:  # 死循环确保窗口一直显示
    for event in pygame.event.get():  # 遍历所有事件
        if event.type == pygame.QUIT:  # 如果单击关闭窗口，则退出
            sys.exit()

pygame.quit()  # 退出pygame
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上述代码中添加了轮询事件检测。pygame.event.get()能够获取事件队列，使用for...in遍历事件，然后根据type属性判断事件类型。这里的事件处理方式与GUI类似，如event.type等于pygame.QUIT表示检测到关闭pygame窗口事件，pygame.KEYDOWN表示键盘按下事件，pygame.MOUSEBUTTONDOWN表示鼠标按下事件等。

加载游戏图片

开发过程中使用的图片

3. 在窗口添加小球。我们先准备好一张ball.png
图片，然后加载该图片，最后将图片显示在窗口中，具体代码如下：

import pygame
import sys

pygame.init()  # 初始化pygame
size = width, height = 640, 480  # 设置窗口大小
screen = pygame.display.set_mode(size)  # 显示窗口
color = (0, 0, 0)  # 设置颜色
ball = pygame.image.load('ball.png')  # 加载图片
ballrect = ball.get_rect()  # 获取矩形区域

while True:  # 死循环确保窗口一直显示
    for event in pygame.event.get():  # 遍历所有事件
        if event.type == pygame.QUIT:  # 如果单击关闭窗口，则退出
            sys.exit()
    screen.fill(color)  # 填充颜色(设置为0，执不执行这行代码都一样)
    screen.blit(ball, ballrect)  # 将图片画到窗口上
    pygame.display.flip()  # 更新全部显示

pygame.quit()  # 退出pygame
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上述代码中使用iamge模块的load()方法加载图片，返回值ball是一个Surface对象。Surface是用来代表图片的pygame对象，可以对一个Surface对象进行涂画、变形、复制等各种操作。事实上，屏幕也只是一个Surface，pygame.display.set_mode()就返回了一个屏幕Surface对象。如果将ball这个Surface对象画到screen Surface 对象，需要使用blit()方法，最后使用display模块的flip()方法更新整个待显示的Surface对象到屏幕上。

Surface对象的常用方法

移动图片

4. 下面让小球动起来，ball.get_rect()方法返回值ballrect是一个Rect对象，该对象有一个move()方法可以用于移动矩形。move(x, y)函数有两个参数，第一个参数是 X 轴移动的距离，第二个参数是 Y 轴移动的距离。窗口的左上角是(0, 0)，如果是move(100, 50)就是左移100下移50。

为实现小球不停移动，将move()函数添加到while循环内，具体代码如下：

import pygame
import sys

pygame.init()  # 初始化pygame
size = width, height = 640, 480  # 设置窗口大小
screen = pygame.display.set_mode(size)  # 显示窗口
color = (0, 0, 0)  # 设置颜色
ball = pygame.image.load('ball.png')  # 加载图片
ballrect = ball.get_rect()  # 获取矩形区域

speed = [5, 5]  # 设置移动的X轴、Y轴
while True:  # 死循环确保窗口一直显示
    for event in pygame.event.get():  # 遍历所有事件
        if event.type == pygame.QUIT:  # 如果单击关闭窗口，则退出
            sys.exit()
    ballrect = ballrect.move(speed)  # 移动小球
    screen.fill(color)  # 填充颜色(设置为0，执不执行这行代码都一样)
    screen.blit(ball, ballrect)  # 将图片画到窗口上
    pygame.display.flip()  # 更新全部显示

pygame.quit()  # 退出pygame
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碰撞检测

5. 运行上述代码，发现小球在屏幕中一闪而过，此时，小球并没有真正消失，而是移动到窗体之外，此时需要添加碰撞检测的功能。当小球与窗体任一边缘发生碰撞，则更改小球的移动方向，具体代码如下：

import pygame
import sys

pygame.init()  # 初始化pygame
size = width, height = 640, 480  # 设置窗口大小
screen = pygame.display.set_mode(size)  # 显示窗口
color = (0, 0, 0)  # 设置颜色
ball = pygame.image.load('ball.png')  # 加载图片
ballrect = ball.get_rect()  # 获取矩形区域
speed = [5, 5]  # 设置移动的X轴、Y轴

while True:  # 死循环确保窗口一直显示
    for event in pygame.event.get():  # 遍历所有事件
        if event.type == pygame.QUIT:  # 如果单击关闭窗口，则退出
            sys.exit()
            
    ballrect = ballrect.move(speed)  # 移动小球
    # 碰到左右边缘
    if ballrect.left < 0 or ballrect.right > width:
        speed[0] = -speed[0]
    # 碰到上下边缘
    if ballrect.top < 0 or ballrect.bottom > height:
        speed[1] = -speed[1]

    screen.fill(color)  # 填充颜色(设置为0，执不执行这行代码都一样)
    screen.blit(ball, ballrect)  # 将图片画到窗口上
    pygame.display.flip()  # 更新全部显示

pygame.quit()  # 退出pygame
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上述代码中，添加了碰撞检测功能。如果碰到左右边缘，更改X轴数据为负数，如果碰到上下边缘，更改Y轴数据为负数。

限制移动速度

6. 运行上述代码看似有很多球，这是因为运行上述代码的时间非常短，运行快的错觉，使用pygame的time模块，使用pygame时钟之前，必须先创建Clock对象的一个实例，然后在while循环中设置多长时间运行一次。

import pygame
import sys

pygame.init()  # 初始化pygame
size = width, height = 640, 480  # 设置窗口大小
screen = pygame.display.set_mode(size)  # 显示窗口
color = (0, 0, 0)  # 设置颜色
ball = pygame.image.load('ball.png')  # 加载图片
ballrect = ball.get_rect()  # 获取矩形区域
speed = [5, 5]  # 设置移动的X轴、Y轴
clock = pygame.time.Clock()  # 设置时钟

while True:  # 死循环确保窗口一直显示
    clock.tick(60)  # 每秒执行60次
    for event in pygame.event.get():  # 遍历所有事件
        if event.type == pygame.QUIT:  # 如果单击关闭窗口，则退出
            sys.exit()

    ballrect = ballrect.move(speed)  # 移动小球
    # 碰到左右边缘
    if ballrect.left < 0 or ballrect.right > width:
        speed[0] = -speed[0]
    # 碰到上下边缘
    if ballrect.top < 0 or ballrect.bottom > height:
        speed[1] = -speed[1]

    screen.fill(color)  # 填充颜色(设置为0，执不执行这行代码都一样)
    screen.blit(ball, ballrect)  # 将图片画到窗口上
    pygame.display.flip()  # 更新全部显示

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开发Flappy Bird游戏

Flappy Bird是一款鸟类飞行游戏，一根手指操控按下小鸟上飞。

分析
在Flappy Bird游戏中，主要有两个对象：小鸟、管道。可以创建Brid类和Pineline类来分别表示这两个对象。小鸟可以通过上下移动来躲避管道，所以在Brid类中创建一个bridUpdate()方法，实现小鸟的上下移动，为了体现小鸟向前飞行的特征，可以让管道一直向左侧移动，这样在窗口中就好像小鸟在向前飞行。所以在Pineline类中也创建一个updatePipeline()方法，实现管道的向左侧移动。此外还创建了3个函数：createMap()函数用于绘制地图；checkDead()函数用于判断小鸟的生命状态；getResult()函数用于获取最终分数。最后在主逻辑中实例化并调用相关方法，实现相应的功能。

搭建主框架

# -*- coding:utf-8 -*-
import sys  # 导入sys模块
import pygame  # 导入pygame模块
import random


class Bird(object):
    """定义一个鸟类"""
    def __init__(self):
        """定义初始化方法"""
        pass

    def birdUpdate(self):
        pass


class Pipeline(object):
    """定义一个管道类"""
    def __init__(self):
        """定义初始化方法"""

    def updatePipeline(self):
        """水平移动"""


def createMap():
    """定义创建地图的方法"""
    screen.fill((255, 255, 255))  # 填充颜色(screen还没定义不要着急)
    screen.blit(background, (0, 0))  # 填入到背景
    pygame.display.update()  # 更新显示


if __name__ == '__main__':
    pygame.init()                           # 初始化pygame
    size = width, height = 400, 650         # 设置窗口大小
    screen = pygame.display.set_mode(size)  # 显示窗口
    clock = pygame.time.Clock()             # 设置时钟
    Pipeline = Pipeline()                   # 实例化管道类
    while True:
        clock.tick(60)                      # 每秒执行60次
        # 轮询事件
        for event in pygame.event.get():
            if event.type == pygame.QUIT:   # 如果检测到事件是关闭窗口
                sys.exit()

        background = pygame.image.load("assets/background.png")  # 加载背景图片
        createMap()
    pygame.quit()  # 退出
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执行结果：

开发过程中使用的图片

创建小鸟类、创建管道类、计算得分、碰撞检测

import pygame
import sys
import random


class Bird(object):
    """定义一个鸟类"""

    def __init__(self):
        """定义初始化方法"""
        self.birdRect = pygame.Rect(65, 50, 50, 50)  # 鸟的矩形
        # 定义鸟的3种状态列表
        self.birdStatus = [pygame.image.load("assets/1.png"),
                           pygame.image.load("assets/2.png"),
                           pygame.image.load("assets/dead.png")]
        self.status = 0      # 默认飞行状态
        self.birdX = 120     # 鸟所在X轴坐标,即是向右飞行的速度
        self.birdY = 350     # 鸟所在Y轴坐标,即上下飞行高度
        self.jump = False    # 默认情况小鸟自动降落
        self.jumpSpeed = 10  # 跳跃高度
        self.gravity = 5     # 重力
        self.dead = False    # 默认小鸟生命状态为活着

    def birdUpdate(self):
        if self.jump:
            # 小鸟跳跃
            self.jumpSpeed -= 1           # 速度递减，上升越来越慢
            self.birdY -= self.jumpSpeed  # 鸟Y轴坐标减小，小鸟上升
        else:
            # 小鸟坠落
            self.gravity += 0.2           # 重力递增，下降越来越快
            self.birdY += self.gravity    # 鸟Y轴坐标增加，小鸟下降
        self.birdRect[1] = self.birdY     # 更改Y轴位置


class Pipeline(object):
    """定义一个管道类"""

    def __init__(self):
        """定义初始化方法"""
        self.wallx = 400  # 管道所在X轴坐标
        self.pineUp = pygame.image.load("assets/top.png")
        self.pineDown = pygame.image.load("assets/bottom.png")

    def updatePipeline(self):
        """"管道移动方法"""
        self.wallx -= 5  # 管道X轴坐标递减，即管道向左移动
        # 当管道运行到一定位置，即小鸟飞越管道，分数加1，并且重置管道
        if self.wallx < -80:
            global score
            score += 1
            self.wallx = 400


def createMap():
    """定义创建地图的方法"""
    screen.fill((255, 255, 255))     # 填充颜色
    screen.blit(background, (0, 0))  # 填入到背景

    # 显示管道
    screen.blit(Pipeline.pineUp, (Pipeline.wallx, -300))   # 上管道坐标位置
    screen.blit(Pipeline.pineDown, (Pipeline.wallx, 500))  # 下管道坐标位置
    Pipeline.updatePipeline()  # 管道移动

    # 显示小鸟
    if Bird.dead:              # 撞管道状态
        Bird.status = 2
    elif Bird.jump:            # 起飞状态
        Bird.status = 1
    screen.blit(Bird.birdStatus[Bird.status], (Bird.birdX, Bird.birdY))              # 设置小鸟的坐标
    Bird.birdUpdate()          # 鸟移动

    # 显示分数
    screen.blit(font.render('Score:' + str(score), -1, (255, 255, 255)), (100, 50))  # 设置颜色及坐标位置
    pygame.display.update()    # 更新显示


def checkDead():
    # 上方管子的矩形位置
    upRect = pygame.Rect(Pipeline.wallx, -300,
                         Pipeline.pineUp.get_width() - 10,
                         Pipeline.pineUp.get_height())

    # 下方管子的矩形位置
    downRect = pygame.Rect(Pipeline.wallx, 500,
                           Pipeline.pineDown.get_width() - 10,
                           Pipeline.pineDown.get_height())
    # 检测小鸟与上下方管子是否碰撞
    if upRect.colliderect(Bird.birdRect) or downRect.colliderect(Bird.birdRect):
        Bird.dead = True
    # 检测小鸟是否飞出上下边界
    if not 0 < Bird.birdRect[1] < height:
        Bird.dead = True
        return True
    else:
        return False


def getResutl():
    final_text1 = "Game Over"
    final_text2 = "Your final score is:  " + str(score)
    ft1_font = pygame.font.SysFont("Arial", 70)                                      # 设置第一行文字字体
    ft1_surf = font.render(final_text1, 1, (242, 3, 36))                             # 设置第一行文字颜色
    ft2_font = pygame.font.SysFont("Arial", 50)                                      # 设置第二行文字字体
    ft2_surf = font.render(final_text2, 1, (253, 177, 6))                            # 设置第二行文字颜色
    screen.blit(ft1_surf, [screen.get_width() / 2 - ft1_surf.get_width() / 2, 100])  # 设置第一行文字显示位置
    screen.blit(ft2_surf, [screen.get_width() / 2 - ft2_surf.get_width() / 2, 200])  # 设置第二行文字显示位置
    pygame.display.flip()                                                            # 更新整个待显示的Surface对象到屏幕上


if __name__ == '__main__':
    """主程序"""
    pygame.init()                            # 初始化pygame
    pygame.font.init()                       # 初始化字体
    font = pygame.font.SysFont("Arial", 50)  # 设置字体和大小
    size = width, height = 400, 650          # 设置窗口
    screen = pygame.display.set_mode(size)   # 显示窗口
    clock = pygame.time.Clock()              # 设置时钟
    Pipeline = Pipeline()                    # 实例化管道类
    Bird = Bird()                            # 实例化鸟类
    score = 0
    while True:
        clock.tick(60)                       # 每秒执行60次
        # 轮询事件
        for event in pygame.event.get():
            if event.type == pygame.QUIT:
                sys.exit()
            if (event.type == pygame.KEYDOWN or event.type == pygame.MOUSEBUTTONDOWN) and not Bird.dead:
                Bird.jump = True             # 跳跃
                Bird.gravity = 5             # 重力
                Bird.jumpSpeed = 10          # 跳跃速度

        background = pygame.image.load("assets/background.png")  # 加载背景图片
        if checkDead():                      # 检测小鸟生命状态
            getResutl()                      # 如果小鸟死亡，显示游戏总分数
        else:
            createMap()                      # 创建地图
    pygame.quit()

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