Python項目實戰學習 外星人入侵 創建外星人飛船並實現外星人動態移動效果

外星人入侵

本篇博客緊接上一篇博客：設置飛船發出子彈https://blog.csdn.net/Ace_bb/article/details/104845723
本篇博客實現在遊戲窗口中添加動態的外星人飛船。

外星人飛船

飛船圖片資源：鏈接：https://pan.baidu.com/s/1onui_yfopP2ko1SoqtZ6EQ
提取碼：snnw
根據遊戲屏幕的大小，添加一定行數和列數的飛船，佔滿屏幕的固定區域。飛船左右移動，左右移動一個週期後向下移動一格。如此循環，實現移動飛船的逼近效果。

實現步驟：

1. 添加單個飛船
2. 根據屏幕添加多個飛船
3. 實現飛船左右移動效果
4. 實現飛船向下移動效果

創建Alien類

Alien類和Ship類相似，設置了外星人的基本屬性，包括外星人圖片，位置，大小，邊距等。

import pygame
from pygame.sprite import Sprite
class Alien(Sprite):
    # 表示單個外星人的類
    def __init__(self,ai_settings,screen):
        # 初始化外星人並設置其起始位置
        super(Alien,self).__init__()
        self.screen = screen
        self.ai_settings = ai_settings
        # 加載外星人圖像，並設置其screen屬性
        self.image = pygame.image.load('images/alien.bmp')
        self.rect = self.image.get_rect()
        # 每個外星人最初在屏幕左上角附近
        self.rect.x = self.rect.width
        self.rect.y = self.rect.height
        # 存儲外星人的準確位置
        self.x = float(self.rect.x)
    def blitme(self):
        # 在指定位置繪製外星人
        self.screen.blit(self.image,self.rect)

    def update(self):
        # 向左或向右移動外星人
        self.x += (self.ai_settings.
                   alien_speed_factor*self.ai_settings.fleet_direction)
        self.rect.x = self.x

    def check_edges(self):
        # 如果外星人位於屏幕邊緣，就返回True
        screen_rect = self.screen.get_rect()
        if self.rect.right >= screen_rect.right:
            return True
        elif self.rect.left <=0:
            return True

這是Alien類的完整代碼，有更新外星人位置的函數和判斷是否移動到邊界的函數，暫且不用管。
接下來，在alien_invasion.py主文件中創建一個外星人實例。
核心代碼：

# 創建一個外星人
    alien = Alien(ai_settings,screen)

gf.update_screen(ai_settings, screen, ship,aliens,bullets)

完整代碼：

import sys
import pygame
from setting import Settings
from pygame.sprite import Group
from ship import Ship
import game_functions as gf
from alien import Alien
from game_stats import GamStats
def run_game():
    # 初始化遊戲並創建一個屏幕對象
    pygame.init()  #初始化背景設置
    ai_settings = Settings()
    screen = pygame.display.set_mode(
        (ai_settings.screen_width, ai_settings.screen_height))
    #創建一個sceen窗口
    pygame.display.set_caption("Alien Invasion")
    # 創建一個用於存儲遊戲統計信息的實例
    stats = GamStats(ai_settings)
    #創建一艘飛船
    ship = Ship(ai_settings,screen)
    # 創建一個外星人
    alien = Alien(ai_settings,screen)
    #設置背景顏色
    bg_color = (230, 230, 230)
    # 創建一個用於存儲子彈的編組,存儲所有有效的子彈，
    # 管理髮射出去的子彈
    bullets = Group()
    # 創建一個空編組，用於存儲全部外星人
    aliens=Group()
    # 創建外星人羣
    gf.create_fleet(ai_settings,screen,ship,aliens)
    
    #開始遊戲的主循環
    #循環控制管理屏幕更新
    while True:
        gf.check_events(ai_settings,screen,ship,bullets)
        if stats.game_active:
            ship.update()
            # 更新子彈運行軌跡
            gf.update_bullets(ai_settings,screen,ship,aliens,bullets)
            gf.update_aliens(ai_settings,stats,screen,ship,aliens,bullets) # 更新外星人位置
            gf.update_screen(ai_settings, screen, ship,aliens,bullets)
run_game()

這個完整代碼也是整個項目的alien_invasion.py的完整代碼。

然後在屏幕上顯示外星人飛船
核心代碼：

def update_screen(ai_settings, screen, ship,aliens,bullets):
    # 更新屏幕上的圖像， 並切換新屏幕
    #每次循環都會重繪製屏幕
    screen.fill(ai_settings.bg_color)    #只能有一個參數
    for bullet in bullets.sprites():
        bullet.draw_bullet()
    ship.blitme()
    aliens.draw(screen)
    # 讓最近繪製的屏幕可見
    pygame.display.flip()

顯示多行多列外星人

計算一行可用容納的外星人數量

# 計算每行可容納多少個外星人
    # 計算外星人可創建的區域，與屏幕邊緣有邊距
    available_space_x = ai_settings.screen_width - 2*alien_width
    # 計算一行可用放的外星人數量
    number_aliens_x = int(available_space_x / (2*alien_width))

第一行代碼計算去除一定的邊距後每行可用有多大空間來存放外星人飛船，這個邊距可用自己設定。
第二行通過計算的空位計算可用存放多少個外星人

計算可用顯示多少行外星人

上下也應該有邊距：

# 計算屏幕可容納多少行外星人
    available_space_y = (ai_settings.screen_height - (3*alien_height)-ship_height)
    number_rows = int(available_space_y / (2*alien_height))

創建外星人羣

在alien_invasion.py中修改：

# 管理髮射出去的子彈
    bullets = Group()
    # 創建一個空編組，用於存儲全部外星人
    aliens=Group()
    # 創建外星人羣
    gf.create_fleet(ai_settings,screen,ship,aliens)

gf.update_screen(ai_settings, screen, ship,aliens,bullets)

game_functions.py中修改：

# 獲取外星人數量
def get_number_aliens_x(ai_settings,alien_width):
    # 計算每行可容納多少個外星人
    # 計算外星人可創建的區域，與屏幕邊緣有邊距
    available_space_x = ai_settings.screen_width - 2*alien_width
    # 計算一行可用放的外星人數量
    number_aliens_x = int(available_space_x / (2*alien_width))
    return number_aliens_x

def get_number_rows(ai_settings,ship_height,alien_height):
    # 計算屏幕可容納多少行外星人
    available_space_y = (ai_settings.screen_height - (3*alien_height)-ship_height)
    number_rows = int(available_space_y / (2*alien_height))
    return number_rows

# 創建外星人
def create_alien(ai_settings,screen,aliens,alien_number,row_number):
    # 創建一個外星人並將其放在當前行
    alien = Alien(ai_settings,screen)
    alien_width = alien.rect.width
    alien.x = alien_width +2*alien_width * alien_number
    alien.rect.x = alien.x

    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
    aliens.add(alien)
               
def create_fleet(ai_settings,screen,ship,aliens):
    # 創建外星人羣
    # 創建一個外星人，並計算一行可以容納多少個外星人
    # 外星人間距爲外星人的寬度
    alien = Alien(ai_settings,screen) # 創建一個外星人
    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)
    
    # 創建第一行外星人
    for row_number in range(number_rows):
        for alien_number in range(number_aliens_x):
            # 創建一個外星人並將其加入當前行
            create_alien(ai_settings,screen,aliens,alien_number,row_number)

alien_invasion.py 中修改：

# 創建外星人羣
    gf.create_fleet(ai_settings,screen,ship,aliens)

實現外星人移動

在settings.py文件中作如下修改：
設置飛船的移動速度

 		# 外星人蔘數設置
        self.alien_speed_factor = 1
        # 外星人撞到屏幕邊緣時，外星人羣向下移動
        self.fleet_drop_speed = 10
        # fleet_direction 爲1表示向右移動，-1表示向左移
        self.fleet_direction = 1

在alien.py 外星人類Alien中做如下修改：

def update(self):
        # 向左或向右移動外星人
        self.x += (self.ai_settings.
                   alien_speed_factor*self.ai_settings.fleet_direction)
        self.rect.x = self.x

alien_invasion.py 中修改：

	#開始遊戲的主循環
    #循環控制管理屏幕更新
    while True:
        gf.check_events(ai_settings,screen,ship,bullets)
        if stats.game_active:
            ship.update()
            # 更新子彈運行軌跡
            gf.update_bullets(ai_settings,screen,ship,aliens,bullets)
            gf.update_aliens(ai_settings,stats,screen,ship,aliens,bullets) # 更新外星人位置
            gf.update_screen(ai_settings, screen, ship,aliens,bullets)

檢查外星人是否移動到邊緣：
alien.py中

	def check_edges(self):
        # 如果外星人位於屏幕邊緣，就返回True
        screen_rect = self.screen.get_rect()
        if self.rect.right >= screen_rect.right:
            return True
        elif self.rect.left <=0:
            return True
    

向下移動並改變外星人移動方向
game_function.py中

def check_fleet_edges(ai_settings,aliens):
    # 有外星人到達邊緣時採取相應的措施
    for alien in aliens.sprites():
        if alien.check_edges():
            change_fleet_direction(ai_settings,aliens)
            break

def change_fleet_direction(ai_settings,aliens):
    # 將整羣外星人下移， 並改變它們的方向
    for alien in aliens.sprites():
        alien.rect.y += ai_settings.fleet_drop_speed
    ai_settings.fleet_direction *=-1
def update_aliens(ai_settings,stats,screen,ship,aliens,bullets):
    # 檢查外星人是否到達邊緣
    check_fleet_edges(ai_settings,aliens)
    # 更新外星人羣中所有外星人的位置
    aliens.update()
    # 檢測外星人和飛船之間的碰撞
    # spritecollideany接受兩個參數，一個精靈和一個編組。
    # 它檢查編組是否有成員與精靈發生了碰撞,如果沒有發生碰撞，返回None
    if pygame.sprite.spritecollideany(ship,aliens):
        print("Ship hit!!!")
        
    if pygame.sprite.spritecollideany(ship,aliens):
        ship_hit(ai_settings,stats,screen,ship,aliens,bullets)
    check_aliens_bottom(ai_settings,stats,screen,ship,aliens,bullets)

alien_invasion.py中

#開始遊戲的主循環
    #循環控制管理屏幕更新
    while True:
        gf.check_events(ai_settings,screen,ship,bullets)
        if stats.game_active:
            ship.update()
            # 更新子彈運行軌跡
            gf.update_bullets(ai_settings,screen,ship,aliens,bullets)
            gf.update_aliens(ai_settings,stats,screen,ship,aliens,bullets) # 更新外星人位置
            gf.update_screen(ai_settings, screen, ship,aliens,bullets)

幾個文件中的完整代碼：
alien.py文件中

import pygame
from pygame.sprite import Sprite
class Alien(Sprite):
    # 表示單個外星人的類
    def __init__(self,ai_settings,screen):
        # 初始化外星人並設置其起始位置
        super(Alien,self).__init__()
        self.screen = screen
        self.ai_settings = ai_settings
        # 加載外星人圖像，並設置其screen屬性
        self.image = pygame.image.load('images/alien.bmp')
        self.rect = self.image.get_rect()
        # 每個外星人最初在屏幕左上角附近
        self.rect.x = self.rect.width
        self.rect.y = self.rect.height
        # 存儲外星人的準確位置
        self.x = float(self.rect.x)
    def blitme(self):
        # 在指定位置繪製外星人
        self.screen.blit(self.image,self.rect)

    def update(self):
        # 向左或向右移動外星人
        self.x += (self.ai_settings.
                   alien_speed_factor*self.ai_settings.fleet_direction)
        self.rect.x = self.x

    def check_edges(self):
        # 如果外星人位於屏幕邊緣，就返回True
        screen_rect = self.screen.get_rect()
        if self.rect.right >= screen_rect.right:
            return True
        elif self.rect.left <=0:
            return True

setting.py文件中：

class Settings():
    """ 存儲 遊戲 的所有設置的類,存放一些基本參數"""
    def __init__(self):
        """ 初始化遊戲的設置"""
        #屏幕設置
        self.screen_width = 900
        self.screen_height  = 600
        self.bg_color =  (230,230,230)
        # 飛船設置
        # 設置屬性ship_speed_factor來控制飛船的速度
        # 移動飛船時移動1.5 個像素
        self.ship_speed_factor = 1.0
        self.ship_limit = 3

        # 子彈設置
        self.bullet_speed_factor = 1 # 子彈速度
        self.bullet_width = 3 
        self.bullet_height = 15
        self.bullet_color = 60, 60, 60
        self.bullets_allowed = 10 # 限制子彈數量

        # 外星人蔘數設置
        self.alien_speed_factor = 1
        # 外星人撞到屏幕邊緣時，外星人羣向下移動
        self.fleet_drop_speed = 10
        # fleet_direction 爲1表示向右移動，-1表示向左移
        self.fleet_direction = 1

game_function.py文件中

import sys
import pygame
from bullet import Bullet
from alien import Alien
from time import sleep
# 設置鍵盤按鈕事件
def check_keydown_events(event,ai_settings,screen,ship,bullets):
    # 響應按鍵 右方向鍵
    # 通過讀取event.key，檢查按下的是否是右箭頭鍵
    if event.key == pygame.K_RIGHT:
        # 向右移動飛船
        # ship.rect.centerx += 1  飛船向右移動
        ship.moving_right = True
    elif event.key == pygame.K_LEFT:
        # 向左移動飛船
        # ship.rect.centerx -= 1
        ship.moving_left = True
    elif event.key == pygame.K_SPACE: # 設置開火指令
        fire_bullet(ai_settings, screen, ship, bullets)
    # 按下Q時退出遊戲
    elif event.key == pygame.K_q:
        sys.exit()

def check_keyup_events(event ,ship):
    # 響應鬆開
    if event.key == pygame.K_RIGHT:
        ship.moving_right = False
    elif event.key == pygame.K_LEFT:
        ship.moving_left = False
        
def check_events(ai_settings,screen,ship,bullets):
    """ 響應按鍵和鼠標事件，在這個方法中指定需要檢查的事件 """
    # 事件都是通過pygame.event.get()方法獲取
    for event in pygame.event.get():
        if event.type == pygame.QUIT:
            sys.exit()
         # 每次按鍵都會註冊一個KEYDOWN
         # 檢測到KEYDOWN事件時，我們需要檢查按下的是否是特定的鍵
        elif event.type == pygame.KEYDOWN:
            check_keydown_events(event,ai_settings,screen,ship,bullets)
        # 鬆開方向鍵時觸發的事件，將moving_right or moving_left設爲false
        elif event.type == pygame.KEYUP:
            check_keyup_events(event,ship)
        

def update_screen(ai_settings, screen, ship,aliens,bullets):
    # 更新屏幕上的圖像， 並切換新屏幕
    #每次循環都會重繪製屏幕
    screen.fill(ai_settings.bg_color)    #只能有一個參數
    for bullet in bullets.sprites():
        bullet.draw_bullet()
    ship.blitme()
    aliens.draw(screen)
    # 讓最近繪製的屏幕可見
    pygame.display.flip()

def update_bullets(ai_settings,screen,ship,aliens,bullets):
    # 更新子彈的位置， 並刪除已消失的子彈 4303987588749
    bullets.update()
    # 清楚越界的子彈，防止佔用內存
    # 遍歷子彈編組的副本，在副本中檢查每顆子彈，判斷是否到頂端
    for bullet in bullets.copy():
        # 如果子彈到頂端則刪除
        if bullet.rect.bottom<=0:
            bullets.remove(bullet)
        # print(len(bullets)) # 打印輸出剩餘的子彈數量
    check_bullet_alien_collisions(ai_settings,screen,ship,aliens,bullets)

def check_bullet_alien_collisions(ai_settings,screen,ship,aliens,bullets):
    # groupcollide遍歷編組bullets中的所有子彈和編組aliens中的所有外星人。
    # 當有子彈和外星人的rect重疊時，groupcollide返回一個鍵值對
    collisions = pygame.sprite.groupcollide(bullets,aliens,True,True)
    if len(aliens) ==0 :
        # 刪除現有的子彈並創建一羣外星人
        bullets.empty()
        create_fleet(ai_settings,screen,ship,aliens)
def fire_bullet(ai_settings, screen, ship, bullets):
    # 如果還沒有到達限制，就發射一顆子彈
    # 創建一顆子彈，並將其加入到編組bullets中
    # 按下空格時，發射子彈，並且限制子彈數量
    if len(bullets) < ai_settings.bullets_allowed:
        new_bullet = Bullet(ai_settings, screen, ship)
        bullets.add(new_bullet)
# 獲取外星人數量
def get_number_aliens_x(ai_settings,alien_width):
    # 計算每行可容納多少個外星人
    # 計算外星人可創建的區域，與屏幕邊緣有邊距
    available_space_x = ai_settings.screen_width - 2*alien_width
    # 計算一行可用放的外星人數量
    number_aliens_x = int(available_space_x / (2*alien_width))
    return number_aliens_x

def get_number_rows(ai_settings,ship_height,alien_height):
    # 計算屏幕可容納多少行外星人
    available_space_y = (ai_settings.screen_height - (3*alien_height)-ship_height)
    number_rows = int(available_space_y / (2*alien_height))
    return number_rows

# 創建外星人
def create_alien(ai_settings,screen,aliens,alien_number,row_number):
    # 創建一個外星人並將其放在當前行
    alien = Alien(ai_settings,screen)
    alien_width = alien.rect.width
    alien.x = alien_width +2*alien_width * alien_number
    alien.rect.x = alien.x

    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
    aliens.add(alien)
               
def create_fleet(ai_settings,screen,ship,aliens):
    # 創建外星人羣
    # 創建一個外星人，並計算一行可以容納多少個外星人
    # 外星人間距爲外星人的寬度
    alien = Alien(ai_settings,screen) # 創建一個外星人
    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)
    
    # 創建第一行外星人
    for row_number in range(number_rows):
        for alien_number in range(number_aliens_x):
            # 創建一個外星人並將其加入當前行
            create_alien(ai_settings,screen,aliens,alien_number,row_number)

def check_fleet_edges(ai_settings,aliens):
    # 有外星人到達邊緣時採取相應的措施
    for alien in aliens.sprites():
        if alien.check_edges():
            change_fleet_direction(ai_settings,aliens)
            break

def change_fleet_direction(ai_settings,aliens):
    # 將整羣外星人下移， 並改變它們的方向
    for alien in aliens.sprites():
        alien.rect.y += ai_settings.fleet_drop_speed
    ai_settings.fleet_direction *=-1
def update_aliens(ai_settings,stats,screen,ship,aliens,bullets):
    # 檢查外星人是否到達邊緣
    check_fleet_edges(ai_settings,aliens)
    # 更新外星人羣中所有外星人的位置
    aliens.update()
    # 檢測外星人和飛船之間的碰撞
    # spritecollideany接受兩個參數，一個精靈和一個編組。
    # 它檢查編組是否有成員與精靈發生了碰撞,如果沒有發生碰撞，返回None
    if pygame.sprite.spritecollideany(ship,aliens):
        print("Ship hit!!!")
        
    if pygame.sprite.spritecollideany(ship,aliens):
        ship_hit(ai_settings,stats,screen,ship,aliens,bullets)
    check_aliens_bottom(ai_settings,stats,screen,ship,aliens,bullets)

def ship_hit(ai_settings,stats,screen,ship,aliens,bullets):
    # 響應被外星人撞到的飛船
    # 將ships_left減1
    if stats.ships_left > 0:
        stats.ships_left -= 1
        # 清空外星人列表和子彈列表
        aliens.empty()
        bullets.empty()
        # 創建一羣新的外星人, 並將飛船放到屏幕底端中央
        create_fleet(ai_settings,screen,ship,aliens)
        ship.center_ship()
        # 暫停
        sleep(0.5)
    else:
        stats.geme_active = False

def check_aliens_bottom(ai_settings,stats,screen,ship,aliens,bullets):
    # 檢查是否有外星人到達了屏幕底端
    screen_rect = screen.get_rect()
    for alien in aliens.sprites():
        if alien.rect.bottom >= screen_rect.bottom:
            # 像飛船被撞到一樣進行處理
            ship_hit(ai_settings,stats,screen,ship,aliens,bullets)
            break

alien_invasion.py 中

import sys
import pygame
from setting import Settings
from pygame.sprite import Group
from ship import Ship
import game_functions as gf
from alien import Alien
from game_stats import GamStats
def run_game():
    # 初始化遊戲並創建一個屏幕對象
    pygame.init()  #初始化背景設置
    ai_settings = Settings()
    screen = pygame.display.set_mode(
        (ai_settings.screen_width, ai_settings.screen_height))
    #創建一個sceen窗口
    pygame.display.set_caption("Alien Invasion")
    # 創建一個用於存儲遊戲統計信息的實例
    stats = GamStats(ai_settings)
    #創建一艘飛船
    ship = Ship(ai_settings,screen)
    # 創建一個外星人
    alien = Alien(ai_settings,screen)
    #設置背景顏色
    bg_color = (230, 230, 230)
    # 創建一個用於存儲子彈的編組,存儲所有有效的子彈，
    # 管理髮射出去的子彈
    bullets = Group()
    # 創建一個空編組，用於存儲全部外星人
    aliens=Group()
    # 創建外星人羣
    gf.create_fleet(ai_settings,screen,ship,aliens)
    
    #開始遊戲的主循環
    #循環控制管理屏幕更新
    while True:
        gf.check_events(ai_settings,screen,ship,bullets)
        if stats.game_active:
            ship.update()
            # 更新子彈運行軌跡
            gf.update_bullets(ai_settings,screen,ship,aliens,bullets)
            gf.update_aliens(ai_settings,stats,screen,ship,aliens,bullets) # 更新外星人位置
            gf.update_screen(ai_settings, screen, ship,aliens,bullets)
run_game()

給出的實際上是整個遊戲的完整代碼，因爲是全部寫完後再寫的博客，所以沒有再去拆分，可用先全部看一遍，再拆開看，讀代碼能力強的其實直接看代碼就好了。