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程序員小新人學習 2018-08-14 09:49:50 引言最近python語言大火，除了在科學計算領(lǐng)域python有用武之地之外，在游戲、后臺等方面，python也大放異彩，本篇博文將按照正規(guī)的項目開發(fā)流程，手把手教大家寫個python小游戲,項目來自《Python編程從入門到實踐》（本文將原項目中的部分錯誤進行修改完善，PS:強烈推薦這本書，真的很贊），來感受下其中的有趣之處。本次開發(fā)的游戲叫做alien invasion。 安裝pygame并創(chuàng)建能左右移動的飛船安裝pygame 本人電腦是windows 10、python3.6，pygame下載地址：傳送門 請自行下載對應python版本的pygame 運行以下命令 $ pip install wheel $ pip install pygame?1.9.3?cp36?cp36m?win_amd64.whl
創(chuàng)建Pygame窗口及響應用戶輸入 新建一個文件夾alien_invasion，并在文件夾中新建alien_invasion.py文件，輸入如下代碼。 import sys import pygame def run_game(): #initialize game and create a dispaly object pygame.init() screen = pygame.display.set_mode((1200,800)) pygame.display.set_caption("Alien Invasion") # set backgroud color bg_color = (230,230,230) # game loop while True: # supervise keyboard and mouse item for event in pygame.event.get(): if event.type == pygame.QUIT: sys.exit() # fill color screen.fill(bg_color) # visualiaze the window pygame.display.flip() run_game()
運行上述代碼，我們可以得到一個灰色界面的窗口： $ python alien_invasion.py
 創(chuàng)建設置類 為了在寫游戲的過程中能便捷地創(chuàng)建一些新功能，下面額外編寫一個settings模塊，其中包含一個Settings類，用于將所有設置存儲在一個地方。這樣在以后項目增大時修改游戲的外觀就更加容易。 我們首先將alien_invasion.py中的顯示屏大小及顯示屏顏色進行修改。 首先在alien_invasion文件夾下新建python文件settings.py，并向其中添加如下代碼： class Settings(object): """docstring for Settings""" def __init__(self): # initialize setting of game # screen setting self.screen_width = 1200 self.screen_height = 800 self.bg_color = (230,230,230)
然后再alien_invasion.py中導入Settings類，并使用相關(guān)設置，修改如下： import sys import pygame from settings import Settings def run_game(): #initialize game and create a dispaly object pygame.init() ai_settings = Settings() screen = pygame.display.set_mode((ai_settings.screen_width,ai_settings.screen_height)) pygame.display.set_caption("Alien Invasion") # set backgroud color bg_color = (230,230,230) # game loop while True: # supervise keyboard and mouse item for event in pygame.event.get(): if event.type == pygame.QUIT: sys.exit() # fill color screen.fill(ai_settings.bg_color) # visualiaze the window pygame.display.flip() run_game()
添加飛船圖像 接下來，我們需要將飛船加入游戲中。為了在屏幕上繪制玩家的飛船，我們將加載一幅圖像，再使用Pygame()方法blit()繪制它。 在游戲中幾乎可以使用各種類型的圖像文件，但是使用位圖（.bmp）文件最為簡單，這是因為Pygame默認加載位圖。雖然其他類型的圖像也能加載，但是需要安裝額外的庫。我們推薦去免費的圖片素材網(wǎng)站上去找圖像：傳送門。我們在主項目文件夾（alien_invasion）中新建一個文件夾叫images，將如下bmp圖片放入其中。  接下來，我們創(chuàng)建飛船類ship.py: import pygame class Ship(): def __init__(self,screen): #initialize spaceship and its location self.screen = screen # load bmp image and get rectangle self.image = pygame.image.load('image/ship.bmp') self.rect = self.image.get_rect() self.screen_rect = screen.get_rect() #put spaceship on the bottom of window self.rect.centerx = self.screen_rect.centerx self.rect.bottom = self.screen_rect.bottom def blitme(self): #buld the spaceship at the specific location self.screen.blit(self.image,self.rect)
最后我們在屏幕上繪制飛船，即在alien_invasion.py文件中調(diào)用blitme方法： import sys import pygame from settings import Settings from ship import Settings def run_game(): #initialize game and create a dispaly object pygame.init() ai_settings = Settings() screen = pygame.display.set_mode((ai_settings.screen_width,ai_settings.screen_height)) ship = Ship(screen) pygame.display.set_caption("Alien Invasion") # set backgroud color bg_color = (230,230,230) # game loop while True: # supervise keyboard and mouse item for event in pygame.event.get(): if event.type == pygame.QUIT: sys.exit() # fill color screen.fill(ai_settings.bg_color) ship.blitme() # visualiaze the window pygame.display.flip() run_game()
重構(gòu)：模塊game_functions 在大型項目中，經(jīng)常需要在添加新代碼前重構(gòu)既有代碼。重構(gòu)的目的是為了簡化代碼的結(jié)構(gòu)，使其更加容易擴展。我們將實現(xiàn)一個game_functions模塊，它將存儲大量讓游戲Alien invasion運行的函數(shù)。通過創(chuàng)建模塊game_functions，可避免alien_invasion.py太長，使其邏輯更容易理解。 函數(shù)check_events() 首先我們將管理事件的代碼移到一個名為check_events()的函數(shù)中，目的是為了隔離事件循環(huán) import sys import pygame def check_events(): #respond to keyboard and mouse item for event in pygame.event.get(): if event.type == pygame.QUIT: sys.exit()
然后我們修改alien_invasion.py代碼，導入game_functions模塊，并將事件循環(huán)替換成對函數(shù)check_events()的調(diào)用： import sys import pygame from settings import Settings from ship import Ship import game_functions as gf def run_game(): #initialize game and create a dispaly object pygame.init() ai_settings = Settings() screen = pygame.display.set_mode((ai_settings.screen_width,ai_settings.screen_height)) ship = Ship(screen) pygame.display.set_caption("Alien Invasion") # set backgroud color bg_color = (230,230,230) # game loop while True: # supervise keyboard and mouse item gf.check_events() # fill color screen.fill(ai_settings.bg_color) ship.blitme() # visualiaze the window pygame.display.flip() run_game()
函數(shù)update_screen() 將更新屏幕的代碼移到一個名為update_screen()函數(shù)中，并將這個函數(shù)放在模塊game_functions中： def update_screen(ai_settings,screen,ship): # fill color screen.fill(ai_settings.bg_color) ship.blitme() # visualiaze the window pygame.display.flip()
其中alien_invasion修改如下： import sys import pygame from settings import Settings from ship import Ship import game_functions as gf def run_game(): #initialize game and create a dispaly object pygame.init() ai_settings = Settings() screen = pygame.display.set_mode((ai_settings.screen_width,ai_settings.screen_height)) ship = Ship(screen) pygame.display.set_caption("Alien Invasion") # set backgroud color bg_color = (230,230,230) # game loop while True: # supervise keyboard and mouse item gf.check_events() gf.update_screen(ai_settings,screen,ship) run_game()
從上面一套流程走下來，我們發(fā)現(xiàn)：在實際的開發(fā)過程中，我們一開始將代碼編寫得盡可能的簡單，并在項目越來越復雜時進行重構(gòu)。接下來我們開始處理游戲的動態(tài)方面。 駕駛飛船 這里我們要實現(xiàn)的就是使玩家通過左右箭頭鍵來控制飛船的左移與右移。 響應按鍵 因為在pygame中，每次按鍵都被注冊為KEYDOWN事件，在check_events()中，我們通過event.type檢測到KEYDOWN事件后還需進一步判斷是哪個按鍵。代碼如下： def check_events(ship): #respond to keyboard and mouse item for event in pygame.event.get(): if event.type == pygame.QUIT: sys.exit() elif event.type == pygame.KEYDOWN: if event.key == pygame.K_RIGHT: #move right ship.rect.centerx +=1
允許不斷移動 玩家按住右箭頭不動時，我們希望飛船能不斷地移動，知道玩家松開為止。這里我們通過KETUO事件來判斷。因此我們設置一個標志位moving_right來實現(xiàn)持續(xù)移動。原理如下：
這個移動屬性是飛船屬性的一種，我們用ship類來控制，因此我們給這個類增加一個屬性名稱叫，moving_right以及一個update()方法來檢測標志moving_right的狀態(tài)。 ship self.moving_right = False def update(self): if self.moving_right: self.rect.centerx +=1
game_functions elif event.type == pygame.KEYDOWN: if event.key == pygame.K_RIGHT: #move right ship.moving_right = True elif event.type == pygame.KEYUP: if event.key = pygame.K_RIGHT: ship.moving_right = False
最后在alien_invasion中調(diào)用update()方法 while True: # supervise keyboard and mouse item gf.check_events(ship) ship.update()
左右移動 前面我們實現(xiàn)了向右移動，接下來實現(xiàn)向左移動，邏輯類似，代碼就不貼了。 調(diào)整飛船的速度 當前，每次執(zhí)行while循環(huán)時，飛船最多移動一個像素，我們可以在Settings中添加ship_speed_factor，用于控制飛船的速度。我們將根據(jù)這個屬性決定飛船每次循環(huán)時最多移動多少距離。 Settings： class Settings(object): """docstring for Settings""" def __init__(self): # initialize setting of game # screen setting self.screen_width = 1200 self.screen_height = 800 self.bg_color = (230,230,230) self.ship_speed_factor = 1.5
Ship： class Ship(): def __init__(self,ai_settings,screen): #initialize spaceship and its location self.screen = screen self.ai_settings = ai_settings
限制飛船的活動范圍 如果玩家按住箭頭的時間過長，飛船就會消失，那么如何使飛船抵達屏幕邊緣時停止移動？這里我們只需要修改Ship類中的update方法，增加一個邏輯判斷。 重構(gòu) 這里我們主要講check_events()函數(shù)進行重構(gòu)，將其中部分代碼分成兩部分，一部分處理KEYDOWN事件，一部分處理KEYUP事件。 game_functions: def check_keydown_events(event,ship): if event.key == pygame.K_RIGHT: #move right ship.moving_right = True elif event.key == pygame.K_LEFT: #move right ship.moving_left = True def check_keyup_events(event,ship): if event.key == pygame.K_RIGHT: ship.moving_right = False elif event.key == pygame.K_LEFT: #move right ship.moving_left = False def check_events(ship): #respond to keyboard and mouse item 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)
射擊 接下來添加射擊功能，使玩家按空格鍵時發(fā)射子彈，子彈將在屏幕中向上穿行，抵達屏幕后消失。 添加子彈設置 在Settings類中增加一些子彈的屬性，這里我們創(chuàng)建一個寬3像素，高15像素的深灰色子彈。子彈的速度比飛船稍低。 創(chuàng)建Bullet類 import pygame from pygame.sprite import Sprite class Bullet(Sprite): """A class to manage bullets fired from the ship.""" def __init__(self, ai_settings, screen, ship): """Create a bullet object, at the ship's current position.""" super().__init__() self.screen = screen # Create bullet rect at (0, 0), then set correct position. self.rect = pygame.Rect(0, 0, ai_settings.bullet_width, ai_settings.bullet_height) self.rect.centerx = ship.rect.centerx self.rect.top = ship.rect.top # Store a decimal value for the bullet's position. self.y = float(self.rect.y) self.color = ai_settings.bullet_color self.speed_factor = ai_settings.bullet_speed_factor def update(self): """Move the bullet up the screen.""" # Update the decimal position of the bullet. self.y -= self.speed_factor # Update the rect position. self.rect.y = self.y def draw_bullet(self): """Draw the bullet to the screen.""" pygame.draw.rect(self.screen, self.color, self.rect)
將子彈存儲到group中 前面定義了Bullet類和必要的設置后，就可以編寫代碼了，在玩家每次按空格鍵時都會發(fā)射一發(fā)子彈。首先，我們在alien_invasion中創(chuàng)建一個group,用于存儲所有的有效子彈。 def run_game(): #initialize game and create a dispaly object pygame.init() ai_settings = Settings() screen = pygame.display.set_mode((ai_settings.screen_width,ai_settings.screen_height)) ship = Ship(ai_settings,screen) bullets = Group() pygame.display.set_caption("Alien Invasion") # set backgroud color bg_color = (230,230,230) # game loop while True: # supervise keyboard and mouse item gf.check_events(ai_settings, screen, ship,bullets) ship.update() bullets.update() gf.update_screen(ai_settings, screen, ship,bullets)
開火 這里我們修改check_keydown_events()函數(shù)，來監(jiān)聽玩家按下空格鍵的事件。這里還需要修改update_screen()函數(shù)，確保屏幕每次更新時，都能重繪每一個子彈。 我們來看下效果：  刪除消失的子彈 在alien_invasion中刪除消失的子彈。 import sys import pygame from settings import Settings from ship import Ship import game_functions as gf from pygame.sprite import Group def run_game(): #initialize game and create a dispaly object pygame.init() ai_settings = Settings() screen = pygame.display.set_mode((ai_settings.screen_width,ai_settings.screen_height)) ship = Ship(ai_settings,screen) bullets = Group() pygame.display.set_caption("Alien Invasion") # set backgroud color bg_color = (230,230,230) # game loop while True: # supervise keyboard and mouse item gf.check_events(ai_settings, screen, ship,bullets) ship.update() bullets.update() for bullet in bullets.copy(): if bullet.rect.bottom <=0: bullets.remove(bullet) gf.update_screen(ai_settings, screen,ship,bullets) run_game()
限制子彈數(shù)量 為了鼓勵玩家有目標的射擊，我們規(guī)定屏幕上只能同時存在3顆子彈，我們只需要在每次創(chuàng)建子彈前檢查未消失的子彈數(shù)目是否小于3即可。 創(chuàng)建update_bullets（）函數(shù) 為了使alien_invasion中代碼更加簡單，我們將檢查子彈管理的代碼，移到game_functions模塊中： def update_bullets(bullets): bullets.update() for bullet in bullets.copy(): if bullet.rect.bottom<=0: bullets.remove(bullet)
創(chuàng)建fire_bullet()函數(shù) 這里我們將發(fā)射子彈的代碼移到一個獨立的函數(shù)中: def fire_bullet(ai_settings,screen,ship,bullets): if len(bullets) < ai_settings.bullets_allowed: new_bullet = Bullet(ai_settings,screen,ship) bullets.add(new_bullet)
添加外星人，并檢測碰撞在我們完成新的任務之前，我們先給游戲添加一個結(jié)束游戲的快捷鍵Q: 創(chuàng)建第一個外星人 這里和創(chuàng)建飛船的方法一樣 class Alien(Sprite): """A class to represent a single alien in the fleet.""" def __init__(self, ai_settings, screen): """Initialize the alien, and set its starting position.""" super().__init__() self.screen = screen self.ai_settings = ai_settings # Load the alien image, and set its rect attribute. self.image = pygame.image.load('images/alien.bmp') self.rect = self.image.get_rect() # Start each new alien near the top left of the screen. self.rect.x = self.rect.width self.rect.y = self.rect.height # Store the alien's exact position. self.x = float(self.rect.x) def blitme(self): """Draw the alien at its current location.""" self.screen.blit(self.image, self.rect)
創(chuàng)建一群外星人 這里我們首先確定一行能容納多少個外星人以及要繪制幾行。這里改動代碼較多，直接看效果：  移動外星人 前面我們創(chuàng)建的是靜態(tài)的外星人，現(xiàn)在我們需要讓外星人動起來。這里我們在Settings類中設置外星人移動的速度，然后通過Alien類中的update的方法來實現(xiàn)移動 射殺外星人 要想射殺外星人，就必須先檢測兩個編組成員之間是否發(fā)生碰撞，在游戲中，碰撞就是游戲元素重疊在一起。這里我們使用sprite.groupcollide()來檢測兩個編組的成員之間的碰撞。 子彈擊中外星人時，需要立馬知道，并同時使被碰撞的外星人立即消失，因此我們需要在更新子彈的位置后立即檢測碰撞。 結(jié)束游戲 這里我們還需要知道何時該結(jié)束游戲，有以下幾種情況：
實際效果：  計分最后我們將給游戲添加一個Play按鈕，用于根據(jù)需要啟動游戲以及在游戲結(jié)束后重啟游戲。我們還將實現(xiàn)一個計分系統(tǒng)，能夠在玩家等級提高時加快節(jié)奏。 添加Play按鈕 這里可以先將游戲初始化為非活動狀態(tài)，當我們點擊了按鈕，就開始游戲。由于Pygame中沒有內(nèi)置的創(chuàng)建按鈕的方法。因此我們可以通過創(chuàng)建一個Button類來創(chuàng)建一個自帶標簽的實心矩形。我們通過檢測鼠標發(fā)生點擊后的坐標是否與我們繪制的按鈕發(fā)生碰撞與否來判斷是否發(fā)生了點擊事件。 提高等級 為了使玩家將敵人消滅干凈后能夠提高游戲難度，增加趣味性，這里我們可以在Settings類中進行修改，增加靜態(tài)初始值，和動態(tài)初始值。 記分、等級、剩余飛船  打包成exe可執(zhí)行文件上面游戲開發(fā)完了，那么你需要將其轉(zhuǎn)成文exe的可執(zhí)行文件。我們采用pyinstaller，安裝步驟參考：傳送門 項目代碼github地址：傳送門 |
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