#Python# Alien Invasion项目（五）

实现外星人群移动

需要实现的功能为：让外星人群集体向右移动，在触碰到边界时转向左移动并向下移动
首先在设置类中更新外星人群的相关设置
settings.py

class Settings:
    '''存储所有设置'''

    def __init__(self):
        '''初始化游戏设置'''
        # 屏幕设置
        self.screen_width = 1200 # 窗口宽度为1200像素
        self.screen_height = 800 # 窗口高度为800像素
        self.bg_color = (230,230,230) # 创建名为bu_color的背景色 以RGB值为参数指定
        # 飞船设置
        self.ship_speed_factor = 1.5 # 飞船速度设置
        # 子弹设置
        self.bullet_speed_factor = 3 # 子弹速度
        self.bullet_width = 3 # 子弹大小
        self.bullet_height = 15
        self.bullet_color = 60,60,60 # 子弹颜色
        self.bullet_allowed = 3 # 同屏最大子弹数
        # 外星人设置
        self.alien_speed_factor = 1 # 外星人移动速度
        self.fleet_drop_speed = 10 # 外星人群向下移动速度
        self.fleet_direction = 1 # 1表示向右移，-1表示向左移

在Alien类中更新检测检测外星人到达边界方法check_edge()与外星人坐标更新方法update()

import pygame
from pygame.sprite import Sprite

class Alien(Sprite):
    '''表示单个外星人的类'''

    def __init__(self,ai_settings,screen):
        '''初始化外星人，并设置其起始位置'''
        super().__init__()
        self.screen = screen
        self.ai_settings = ai_settings
        # 加载外星人图像,并设置其rect属性
        self.image = pygame.image.load('D:/Python学习/Alien Invasion/images/alien.bmp')
        self.rect = self.image.get_rect()
        # 设置外星人初始位置未窗口左上角附近
        self.rect.x = self.rect.width # 初始外星人左边距左边界一个外星人宽度
        self.rect.y = self.rect.height # 初始外星人上边距上边界一个外星人高度
        # 存储外星人的精确位置
        self.x = float(self.rect.x)

    def check_edges(self):
        '''如果外星人位于屏幕边缘，则返回True'''
        screen_rect = self.screen.get_rect()
        if self.rect.right >= screen_rect.right:
            return True
        elif self.rect.left <= 0:
            return True  

    def update(self):
        '''向右移动外星人'''
        self.x += self.ai_settings.alien_speed_factor * self.ai_settings.fleet_direction
        self.rect.x = self.x # 更新外星人坐标
    
    def blitme(self):
        '''在指定位置绘制外星人'''
        self.screen.blit(self.image,self.rect)

在game_functions模块中，加入应对外星人群到达边界的函数，以及外星人群下移的函数，最后更新外星人群变换位置的函数
game_functions.py

import sys
import pygame
from bullet import Bullet
from alien import Alien

def check_keydown_events(event,ai_settings,screen,ship,bullets):
    '''响应按下按键'''
    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: # 按空格射击子弹
        fire_bullet(ai_settings,screen,ship,bullets)
    elif event.key == pygame.K_q: # 按Q退出游戏
        sys.exit(0)

def check_keyup_evets(event,ship):
    '''响应松开按键'''
    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):
    '''响应按键和鼠标事件'''
    for event in pygame.event.get():
        if event.type == pygame.QUIT: # 检测游戏窗口关闭按钮是否被点击
            sys.exit(0) # 退出游戏 不抛出异常退出
        elif event.type == pygame.KEYDOWN: # 按下按钮
            check_keydown_events(event,ai_settings,screen,ship,bullets)
        elif event.type == pygame.KEYUP: # 松开按钮
            check_keyup_evets(event,ship)

def fire_bullet(ai_settings,screen,ship,bullets):
    if len(bullets) < ai_settings.bullet_allowed:
        new_bullet = Bullet(ai_settings,screen,ship) # 创建一颗新子弹
        bullets.add(new_bullet) # 将新子弹存入编组bulllets中

def update_bullets(bullets):
    '''更新子弹位置，并删除超出屏幕上边界的子弹'''
    # 更新子弹位置
    bullets.update()
    # 删除超出屏幕上边界的子弹
    for bullet in bullets.copy():
        if bullet.rect.bottom <= 0:
            bullets.remove(bullet)

def get_number_aliens_X(ai_settings,alien_width):
    '''计算每行可容纳外星人的数量'''
    available_space_x = ai_settings.screen_width - 2 * alien_width # 屏幕左右各预留一个外星人宽度
    number_aliens_x = int(available_space_x / (2 * alien_width)) # 外星人间距为外星人宽度
    return number_aliens_x

def get_number_rows(ai_settings,ship_height,alien_height): 
    '''计算屏幕可容纳外星人的行数'''
    available_space_y = ai_settings.screen_height - 3 * alien_height - ship_height # 外星人与飞船间预留两个外星人高度
    number_rows = int(available_space_y / (2 * alien_height)) # 外星人间距为外星人高度
    return number_rows

def create_alien(ai_settings,screen,aliens,alien_number,row_number):
    '''创建一个外星人，并加入当前行'''
    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.rect.y = alien.rect.height + 2 * alien.rect.height * row_number
    aliens.add(alien)

def create_fleet(ai_settings,screen,ship,aliens):
    '''创建外星人群'''
    # 创建一个外星人，并计算一行可容纳外星人的数量
    alien = Alien(ai_settings,screen)
    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)
    # 创建第一行外星人
    for row_number in range(number_rows):
        for alien_number in range(number_aliens_x):
            # 创建一个外星人并加入当前行
            create_alien(ai_settings,screen,aliens,alien_number,row_number)

def check_fleet_edges(ai_settings,aliens):
    '''有外星人到达边缘时做出反应'''
    for alien in aliens.sprites():
        if alien.check_edges():
            change_fleet_direction(ai_settings,aliens) # 改变外星人横向移动方向
            break

def change_fleet_direction(ai_settings,aliens):
    '''将外星人群下移，并改变横向移动方向'''
    for alien in aliens.sprites():
        alien.rect.y += ai_settings.fleet_drop_speed
    ai_settings.fleet_direction *= -1

def update_aliens(ai_settings,aliens):
    '''更新所有外星人位置'''
    check_fleet_edges(ai_settings,aliens)
    aliens.update()

def update_screen(ai_settings,screen,ship,aliens,bullets):
    '''更新屏幕上的图像，并切换到新屏幕'''
    # 使用背景色填充屏幕
    screen.fill(ai_settings.bg_color)
    for bullet in bullets.sprites(): # 重绘所有子弹
        bullet.draw_bullet()
    ship.blitme() # 在背景上绘上飞船
    aliens.draw(screen) # 在背景上绘制所有外星人
    # 让最近绘制的屏幕可见
    pygame.display.flip() # 重绘屏幕

最后在主程序中调用相关方法
alien_invasion.py

import sys
import pygame
from settings import Settings
from ship import Ship
from pygame.sprite import Group
import game_functions as gf

def run_game(): 
    
    # 初始化游戏并创建一个屏幕对象
    pygame.init() # 初始化背景设置
    ai_settings = Settings()
    screen = pygame.display.set_mode((ai_settings.screen_width,ai_settings.screen_height)) #创建名为screen的显示窗口
    pygame.display.set_caption("Alien Invasion") 

    # 创建一艘飞船
    ship = Ship(ai_settings,screen)

    # 创建一个子弹编组
    bullets = Group()

    # 创建一个外星人编组，并添加外星人
    aliens = Group()
    gf.create_fleet(ai_settings,screen,ship,aliens)

    # 开始游戏的主循环
    while True:
        # 监视键盘和鼠标事件
        gf.check_events(ai_settings,screen,ship,bullets)
        # 飞船更新位置（移动）
        ship.update()
        # 子弹更新位置,并删除超出屏幕上边界的子弹
        gf.update_bullets(bullets)
        # 更新外星人位置
        gf.update_aliens(ai_settings,aliens)
        # 更新屏幕
        gf.update_screen(ai_settings,screen,ship,aliens,bullets)

run_game()

实现射杀外星人并创建新外星人群

飞船发射子弹射杀外星人的本指是飞船发射的子弹与外星人发生碰撞，所以首先在game_functions模块中更新检查子弹与外星人碰撞的函数，然后在每次更新子弹位置时进行检测。然后检查外星人群中外星人是否被消灭完全，如果是，则调用函数创建新外星人
game_functions.py

import sys
import pygame
from bullet import Bullet
from alien import Alien

def check_keydown_events(event,ai_settings,screen,ship,bullets):
    '''响应按下按键'''
    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: # 按空格射击子弹
        fire_bullet(ai_settings,screen,ship,bullets)
    elif event.key == pygame.K_q: # 按Q退出游戏
        sys.exit(0)

def check_keyup_evets(event,ship):
    '''响应松开按键'''
    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):
    '''响应按键和鼠标事件'''
    for event in pygame.event.get():
        if event.type == pygame.QUIT: # 检测游戏窗口关闭按钮是否被点击
            sys.exit(0) # 退出游戏 不抛出异常退出
        elif event.type == pygame.KEYDOWN: # 按下按钮
            check_keydown_events(event,ai_settings,screen,ship,bullets)
        elif event.type == pygame.KEYUP: # 松开按钮
            check_keyup_evets(event,ship)

def fire_bullet(ai_settings,screen,ship,bullets):
    if len(bullets) < ai_settings.bullet_allowed:
        new_bullet = Bullet(ai_settings,screen,ship) # 创建一颗新子弹
        bullets.add(new_bullet) # 将新子弹存入编组bulllets中

def update_bullets(ai_settings,screen,ship,aliens,bullets):
    '''更新子弹位置，并删除超出屏幕上边界的子弹'''
    # 更新子弹位置
    bullets.update()
    # 响应子弹与外星人的碰撞
    check_bullet_alien_collisions(ai_settings,screen,ship,aliens,bullets)
    # 删除超出屏幕上边界的子弹
    for bullet in bullets.copy():
        if bullet.rect.bottom <= 0:
            bullets.remove(bullet)

def check_bullet_alien_collisions(ai_settings,screen,ship,aliens,bullets):
    '''响应子弹与外星人的碰撞'''
    # 检查是否有子弹击中外星人，并删除相应的子弹与外星人
    collisions = pygame.sprite.groupcollide(bullets,aliens,True,True)
    # 如果外星人全被击落，则删除现有子弹并新建外星人群
    if len(aliens) == 0:
        bullets.empty()
        create_fleet(ai_settings,screen,ship,aliens)

def get_number_aliens_X(ai_settings,alien_width):
    '''计算每行可容纳外星人的数量'''
    available_space_x = ai_settings.screen_width - 2 * alien_width # 屏幕左右各预留一个外星人宽度
    number_aliens_x = int(available_space_x / (2 * alien_width)) # 外星人间距为外星人宽度
    return number_aliens_x

def get_number_rows(ai_settings,ship_height,alien_height): 
    '''计算屏幕可容纳外星人的行数'''
    available_space_y = ai_settings.screen_height - 3 * alien_height - ship_height # 外星人与飞船间预留两个外星人高度
    number_rows = int(available_space_y / (2 * alien_height)) # 外星人间距为外星人高度
    return number_rows

def create_alien(ai_settings,screen,aliens,alien_number,row_number):
    '''创建一个外星人，并加入当前行'''
    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.rect.y = alien.rect.height + 2 * alien.rect.height * row_number
    aliens.add(alien)

def create_fleet(ai_settings,screen,ship,aliens):
    '''创建外星人群'''
    # 创建一个外星人，并计算一行可容纳外星人的数量
    alien = Alien(ai_settings,screen)
    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)
    # 创建第一行外星人
    for row_number in range(number_rows):
        for alien_number in range(number_aliens_x):
            # 创建一个外星人并加入当前行
            create_alien(ai_settings,screen,aliens,alien_number,row_number)

def check_fleet_edges(ai_settings,aliens):
    '''有外星人到达边缘时做出反应'''
    for alien in aliens.sprites():
        if alien.check_edges():
            change_fleet_direction(ai_settings,aliens) # 改变外星人横向移动方向
            break

def change_fleet_direction(ai_settings,aliens):
    '''将外星人群下移，并改变横向移动方向'''
    for alien in aliens.sprites():
        alien.rect.y += ai_settings.fleet_drop_speed
    ai_settings.fleet_direction *= -1

def update_aliens(ai_settings,aliens):
    '''更新所有外星人位置'''
    check_fleet_edges(ai_settings,aliens)
    aliens.update()

def update_screen(ai_settings,screen,ship,aliens,bullets):
    '''更新屏幕上的图像，并切换到新屏幕'''
    # 使用背景色填充屏幕
    screen.fill(ai_settings.bg_color)
    for bullet in bullets.sprites(): # 重绘所有子弹
        bullet.draw_bullet()
    ship.blitme() # 在背景上绘上飞船
    aliens.draw(screen) # 在背景上绘制所有外星人
    # 让最近绘制的屏幕可见
    pygame.display.flip() # 重绘屏幕

在游戏主程序中更新相关函数

import sys
import pygame
from settings import Settings
from ship import Ship
from pygame.sprite import Group
import game_functions as gf

def run_game(): 
    
    # 初始化游戏并创建一个屏幕对象
    pygame.init() # 初始化背景设置
    ai_settings = Settings()
    screen = pygame.display.set_mode((ai_settings.screen_width,ai_settings.screen_height)) #创建名为screen的显示窗口
    pygame.display.set_caption("Alien Invasion") 

    # 创建一艘飞船
    ship = Ship(ai_settings,screen)

    # 创建一个子弹编组
    bullets = Group()

    # 创建一个外星人编组，并添加外星人
    aliens = Group()
    gf.create_fleet(ai_settings,screen,ship,aliens)

    # 开始游戏的主循环
    while True:
        # 监视键盘和鼠标事件
        gf.check_events(ai_settings,screen,ship,bullets)
        # 飞船更新位置（移动）
        ship.update()
        # 子弹更新位置,并删除超出屏幕上边界的子弹
        gf.update_bullets(ai_settings,screen,ship,aliens,bullets)
        # 更新外星人位置
        gf.update_aliens(ai_settings,aliens)
        # 更新屏幕
        gf.update_screen(ai_settings,screen,ship,aliens,bullets)

run_game()

总结

self.fleet_direction = 1 # 1表示向右移，-1表示向左移

使用整型1与-1而不是使用字符串’left’与’right’来表示外星人运动方向，可以简化函数逻辑，无需使用if-else语句来判断，而可以直接使用*运算符。同时鉴于外星人群的横向移动方向通过改变x坐标值来进行，选择1与-1也比较方便

for alien in aliens.sprites():

sprites() -> sprite_list
函数将返回一个包含aliens编组中所有元素Sprite类对象的列表，通过for循环遍历则可以对aliens编组中所有元素进行操作

collisions = pygame.sprite.groupcollide(bullets,aliens,True,True)

groupcollide(group1, group2, dokill1, dokill2, collided = None) -> Sprite_dict
函数将检测参数编组group1与group2中所有元素是否有重合部分，然后根据参数dokill1与dokill2，对发现有重合部分的sprite类对象元素进行删除操作（若dokill1为True，则删除group1中重合元素，若为False，则不删除，dokill2同理）