如何用 Python 打飞机？

小小詹同学

发布于 2018-09-25 17:57:22

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前言：python 除了生孩子，啥都会。包括打飞机！今天小詹的一位读者就来教你如何用 python 打飞机！

简述

相信小詹是一个单纯的孩子，也相信大家明白小詹说的打飞机是指啥意思，对吧？嗯，没毛病。就是 pygame 实现一个打飞机的游戏，优秀的我啊！

我们知道 pygame 框架可以用于管理图形、动画声音等，能够利用它来轻松地开发复杂的游戏，可以让我们更加专注于面向对象编程。此项目是基于 pygame 框架搭建的一个小游戏，在此文中将实现此项目的 50% ，后续会有跟进，源代码已经放在我的 GitHub 中，并在进行中将会不断对代码结构进行优化，对样式进行优化。在本例中将会接触简单的面向对象编程和继承。面向对象编程是提取项目中某种事物的关键属性进行抽象，抽象模型中包括数据和行为，类是对象的抽象，对象是类的实例。

源代码获取方式见置顶留言。

先送上一波效果图（被压缩的时间略短）

效果图游戏简介：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。

游戏用例图（第一次画用例图，不是很准确……）

用例图分析该项目，飞船、子弹、外星人可以分别划分为具有共同属性的一类，类中定义各自的属性，包括图像、形状、位置、更新位置、绘制图像等；在主函数中将对象实例化，对对象中的成员变量和函数进行调用实现移动、击杀等操作；本节实现飞船和子弹类和基本功能。

在构建子弹类时，用到了继承的概念，当在参与大型项目开发设计时，继承是一个非常关键的概念。继承是对已有类的一种复用，子类继承父类，可以对父类中的方法和数据进行重写，也可以新定义只属于子类的成员变量。当项目中有许多类具有相同的基本属性时，可以考虑将这些基本属性抽象为一个父类，子类通过继承父类而拥有父类中的数据和方法，这会提高代码的可读性，也省去很多重复的代码。

当前新建以下几个文件：

alien-invasion.py 主函数
ship.py 飞船类
bullet.py 子弹类
game_functions.py 许多主函数会调用的函数
settings.py 配置文件，常量

其目录结构如下：

代码运行步骤：方法 1——

git clone https://github.com/AlisaBen/easycoding
powershell进入到工程目录下（/fun_python>）
cd ./alien_invasion
python alien_invasion.py

方法2——

按照下面代码部分新建文件，并复制代码
在文件的同级目录下新建images目录
找飞船和子弹的图片分别命名为外星飞船.png和生气.png.emmm…画风有点不对，怪我了，阔以自己找图片替代，对应修改飞船类和子弹类的文件名就好 ~
进入到代码的根目录下
python alien_invasion.py

代码

alien-invasion.py

run_game()定义了主函数，首先绘制屏幕，对象 screen 是一个 surface ，在 pygame 中，surface 是屏幕的一部分，显示游戏元素。每个元素，外星人或者飞船，子弹都是一个surface 。
ship = Ship(game_settings,screen)就是一个对象是类的实例的例子，arguments 是类初始化需要传入的参数，ship就是Ship类型的对象，可以访问Ship类中的数据和方法。
每个游戏循环中，更新飞船位置，子弹位置，子弹编组，重新渲染游戏界面。
子弹编组用来管理屏幕中的所有子弹，其实用列表来管理子弹对象也是可以实现的，但是 pygame 自带的 Group 已经定义了一些函数，更加方便。

import pygame
from settings import Settings
from ship import Ship
import game_functions as gf
from pygame.sprite import Group
def run_game():
    pygame.init()
    # 获取配置
    game_settings = Settings()
    # 绘制屏幕
    screen = pygame.display.set_mode((game_settings.screen_width,game_settings.screen_height))
    backgound_color = (220,230,230)
    pygame.display.set_caption("Alien Invasion")
    # 飞船实例化
    ship = Ship(game_settings,screen)
    # 子弹编组，管理屏幕中所有的子弹，保存继承Sprite类的Bullet实例
    bullets = Group()
    while True:
        # 检测飞船事件：左移右移发射子弹
        gf.check_events(ship,game_settings,screen,bullets)  # 修改飞船移动标志
        ship.update()  # 根据飞船移动标志重新计算飞船中心位置
        # 更新所有子弹位置
        gf.update_bullets(bullets)
        # 绘制飞船子弹
        gf.update_screen(game_settings,screen,ship,bullets)  

run_game()

ship.py类

飞船类中主要涉及类初始化，飞船位置更新和渲染飞船surface 。
在初始化中主要定义一些代表飞船属性的成员变量，如图像，飞船矩形外形，飞船中心，飞船左移标志和右移标志等。
涉及 pygame 的图像load()方法和get_rect()方法，主要是为了之后飞船和外星人进行碰撞计算，其实可以直接self.image = pygame.image.load('images/外星飞船.png')加载图像，但是图像太大，就pygame.transform.smoothscale方法修改图像大小。

import pygame
class Ship(object):
    """docstring for Ship"""
    def __init__(self, game_settings,screen):
        super(Ship, self).__init__()
        self.game_settings = game_settings
        self.screen = screen  # screen游戏界面
        self.image = pygame.image.load('images/外星飞船.png').convert_alpha()  # 加载飞船图像
        # 修改图像大小
        self.width,self.height = self.image.get_size()
        self.image = pygame.transform.smoothscale(self.image,(self.width//2,self.height//2))
        self.rect = self.image.get_rect()
        self.screen_rect = screen.get_rect()
        # 获取游戏界面的中心x坐标和底部位置便可确定飞船位置
        self.rect.centerx = self.screen_rect.centerx
        self.rect.bottom = self.screen_rect.bottom - game_settings.screen_height / 5
        self.center = float(self.rect.centerx)  # centerx中只能表示整数
        # 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位置
        更改为根据self.center更新位置
        """
        if self.moving_right and self.rect.right < self.screen_rect.right:
            # self.rect.centerx += 1
            self.center += self.game_settings.ship_speed_factor
        if self.moving_left and self.rect.left > 0:
            # self.rect.centerx -= 1
            self.center -= self.game_settings.ship_speed_factor
        # 更新centerx，因为绘制图形是根据self.rect()
        # self.rect()定位需要根据centerx，bottom
        self.rect.centerx = self.center  

    def blitme(self):
        """在self.rect位置绘制图像"""
        self.screen.blit(self.image,self.rect)

bullet.py 在子弹类中尤为需要说明的是该类继承了Sprite精灵类，继承精灵类中的方法。

import pygame
from pygame.sprite import Sprite

# 继承Sprite类，完善自己的代码
class Bullet(Sprite):
    """docstring for Bullet"""
    def __init__(self, game_settings,screen,ship):
        super(Bullet, self).__init__()
        self.screen = screen
        # # 在0，0位置创建bullet，并设置宽高
        # self.rect = pygame.Rect(0,0,game_settings.bullet_width,game_settings.bullet_height)

        # # 调整子弹位置到飞船所在位置，调整top相同，中心x坐标相同
        # self.rect.centerx = ship.rect.centerx
        # self.rect.top = ship.rect.top
        # # 将y坐标存储为小数值，以便能够微调子弹的速度
        # self.y = float(self.rect.y)
        # self.color = game_settings.bullet_color
        # self.speed_factor = game_settings.bullet_speed_factor
        # 把子弹换成一个好玩的图片,把图片转换成位图
        self.image = pygame.image.load('images/生气.png').convert_alpha()
        # 修改图像大小
        self.width,self.height = self.image.get_size()
        self.image = pygame.transform.smoothscale(self.image,(self.width//10,self.height//10))
        self.rect = self.image.get_rect()
        # 调整子弹位置到飞船所在位置，调整top相同，中心x坐标相同
        self.rect.centerx = ship.rect.centerx
        self.rect.top = ship.rect.top
        # 将y坐标存储为小数值，以便能够微调子弹的速度
        self.y = float(self.rect.y)
        self.speed_factor = game_settings.bullet_speed_factor

    def update(self):
        """向上移动子弹"""
        # 更新一次坐标y向上移动speed_factor个像素
        self.y -= self.speed_factor
        # 更新子弹的rect位置
        self.rect.y = self.y

    def draw_bullet(self):
        # """
        # API:rect(Surface,color,Rect,width=0)->Rect
        # draw a rectangular shape on the Surgace
        # The width argument is the thickness to draw the outer edge. 
        # If width is zero then the rectangle will be filled.
        # """
        # pygame.draw.rect(self.screen,self.color,self.rect)
        """在self.rect位置绘制图像"""
        self.screen.blit(self.image,self.rect)

game_functions.py

该文件的作用主要是集成主函数逻辑函数，判断飞船事件，更新子弹编组和更新屏幕
fill函数填充屏幕严肃，参数rgb
需要说明的是 bullets 子弹编组需要更新判断子弹是否超出屏幕，以从编组中删除，否则会影响效率
鼠标和键盘监听事件pygame.event.get()；事件键pygame.K_RIGHT pygame.K_LEFT pygame.K_SPACE 事件类型pygame.KEYDOWN pygame.KEYUP

import pygame
import sys
from bullet import Bullet

def check_keydown_events(event,ship,game_settings,screen,bullets):
    """
    按下键盘事件：右移，左移，发射子弹
    """
    if event.key == pygame.K_RIGHT:
        ship.moving_right = True
    elif event.key == pygame.K_LEFT:
        ship.moving_left = True
    elif event.key == pygame.K_SPACE:
        fire_bullet(game_settings,screen,ship,bullets)

def fire_bullet(game_settings,screen,ship,bullets):
    """
    如果没有超过当前屏幕显示的最多子弹数，实例化子弹，添加到子弹编组中
    """
    if(len(bullets) < game_settings.bullet_allowed):
        bullet = Bullet(game_settings,screen,ship)
        bullets.add(bullet)

def check_keyup_events(event,ship):
    """
    抬起键，抬起空格不发生任何事
    """
    if event.key == pygame.K_RIGHT:
        ship.moving_right = False
    elif event.key == pygame.K_LEFT:
        ship.moving_left = False

def check_events(ship,game_settings,screen,bullets):
    for event in pygame.event.get():
        if event.type == pygame.QUIT:
            sys.exit()
        elif event.type == pygame.KEYDOWN:
            check_keydown_events(event,ship,game_settings,screen,bullets)

        elif event.type == pygame.KEYUP:
            check_keyup_events(event,ship)

def update_screen(game_settings,screen,ship,bullets):
    screen.fill(game_settings.background_color)
    ship.blitme()
    """
    API:pygame.sprite.Group.sprites
    sprites() -> sprite_list
    bullet迭代器
    """
    for bullet in bullets.sprites():
        bullet.draw_bullet()
    pygame.display.flip()


def update_bullets(bullets):
    bullets.update()
    # 超出屏幕边界移除子弹
    # 子弹编组副本
    for bullet in bullets.copy():
        if bullet.rect.bottom <= 0:
            bullets.remove(bullet)
    # 注释掉，调试用，耗时
    # print(len(bullets))

settings.py配置文件将常量变量继承在配置文件中，当需要修改常量提高游戏体验时，直接修改该文件即可

class Settings(object):
    """docstring for Settings"""
    def __init__(self):
        super(Settings, self).__init__()
        self.screen_width = 1200
        self.screen_height = 800
        self.background_color = (230,230,230)
        self.ship_speed_factor = 1.5  # 飞船一个while循环走1.5像素

        # 子弹配置
        self.bullet_width = 3
        self.bullet_height = 15
        self.bullet_color = (120,120,120)
        self.bullet_speed_factor = 3
        self.bullet_allowed = 5  # 最大子弹数

pygame接口文档总结

API	接口	描述
pygame.init()	init() -> None
pygame.display.set_mode()	set_mode(resolution=(0,0), flags=0, depth=0) -> Surface	Initialize a window or screen for display
pygame.display.set_caption()	set_caption(title, icontitle=None) -> None
pygame.event.get()
pygame.image.load()	load(filename) -> Surface
get_rect()
blit()
pygame.transform.smoothscale()	smoothscale(Surface, (width, height), DestSurface = None) -> Surface
pygame.display.flip()	flip() -> None	Update the full display Surface to the screen