20193221 徐炟 2019-2020《Python程序设计》 实验四 报告
20193221 2019-2020-2 《Python程序设计》实验四报告
课程：《Python程序设计》
班级： 1932
姓名： 徐炟
学号：20193221
实验教师：王志强
实验日期：2020年6月14日
必修/选修： 公选课
1.实验内容
此次实验我参照python教材做了一个《外星人入侵》的游戏。
实现的功能有：
飞船可以左右移动，并用空格键射击；
外星人群从左移动到屏幕右端然后下移一定距离，接着往反方向移动；
飞船射杀外星人，也就是子弹与外星人碰撞时，子弹与外星人消失，外星人消灭完后又新创建一群；
当外星人撞到飞船，玩家就损失一艘飞船，满3次游戏结束；
记录得分，最高得分，等级，余下的飞船数。
2.实验过程及其结果
1.添加并安装pygame。
2.过程和代码如下：
3.1 主循环的构建
创建一个空的pygame窗口，游戏的基本结构如下：
alien_invasion.py
import sys
import pygame
def run_game():
# 初始化游戏并创建一个屏幕对象
pygame.init()
screen = pygame.display.set_mode((1200, 800))
pygame.display.set_caption("Alien Invasion")
# 开始游戏的主循环
while True:
# 监视键盘和鼠标事件
for event in pygame.event.get():
if event.type == pygame.QUIT:
sys.exit()
# 让最近绘制的屏幕可见
pygame.display.flip()
run_game()
3.2 存储所有设置的类
将所有的设置存储到一个类中，命名为Settings。
settings.py
class Settings():
"""存储所有设置的类"""
def __init__(self):
"""初始化游戏的静态设置"""
# 屏幕设置
self.screen_width = 1200
self.screen_height = 700
self.bg_color = (230, 230, 230)
# 飞船的设置
self.ship_limit = 3
# 子弹设置
self.bullet_width = 3
self.bullet_height = 15
self.bullet_color = 60, 60, 60
self.bullets_allowed = 3
# 外星人设置
self.fleet_drop_speed = 10
在alieninvasion.py中导入Settings类，创建settings的实例ai_settings，在主循环中重绘屏幕.
alien_invasion.py
def run_game():
'''初始化游戏并定义一个屏幕对象'''
pygame.init()
ai_settings = Settings()
screen = pygame.display.set_mode(
(ai_settings.screen_width, ai_settings.screen_height))
pygame.display.set_caption('Alien Invasion')
3.3 飞船Ship类
选择表示飞船的图像，导入到Ship类中，再在alien_invasion.py中写入显示到屏幕的代码段。
ship.py
import pygame
from pygame.sprite import Sprite
class Ship(Sprite):
"""一个飞船类,方便创建飞船编组"""
def __init__(self, ai_settings, screen):
"""初始化飞船设置初始位置"""
super().__init__()
self.screen = screen # 加self的可以供类中所有方法使用
self.ai_settings = ai_settings
# 加载飞船图像并获取外接矩形
self.image = pygame.image.load('images/ship.bmp')
self.rect = self.image.get_rect()
self.screen_rect = screen.get_rect()
# 将每艘新飞船放在屏幕底部中央
self.rect.centerx = self.screen_rect.centerx
self.rect.bottom = self.screen_rect.bottom
在alien_invasion.py中导入Ship类，创建飞船的实例，在主循环中重绘屏幕。
3.4 游戏函数
对于飞船的移动，就需要响应按键和鼠标事件，将管理事件的代码放到新函数check_events中，新创建一个game_functions.py用于存储游戏过程中需要用到的函数。由于允许飞船不断移动，所以按键与松开按键需要单独定义。
game_functions.py
def check_keydown_events(event, ai_settings, screen, ship, bullets):
"""响应按键"""
if event.key == pygame.K_RIGHT:
# 向右移动飞船
ship.moving_right =True
elif event.key == pygame.K_LEFT:
# 向左移动飞船
ship.moving_left =True
elif event.key == pygame.K_SPACE:
fire_bullet(ai_settings, screen, ship, bullets)
elif event.key == pygame.K_q:
sys.exit()
def check_keyup_events(event, ship):
"""响应松开"""
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, stats, sb, play_button, ship, aliens,
bullets):
"""响应键盘和鼠标事件"""
for event in pygame.event.get():
if event.type == pygame.QUIT:
sys.exit()
elif event.type == pygame.KEYDOWN:
check_keydown_events(event, ai_settings, screen, ship, bullets)
elif event.type == pygame.KEYUP:
check_keyup_events(event, ship)
elif event.type == pygame.MOUSEBUTTONDOWN:
mouse_x,mouse_y = pygame.mouse.get_pos()
check_play_button(ai_settings, screen, stats, sb, play_button, ship,
aliens, bullets, mouse_x, mouse_y)
接着在主循环中调用这些函数，及时更新屏幕上的图像。
3.4 子弹bullet类
创建子弹类，将子弹存储到编组Group中，在gamefunctions.py中，加入玩家按空格键时发射子弹。还需修改update_screen()，确保在调用flip()前在屏幕上重绘每颗子弹，删除已消失的子弹（在屏幕外面的）。
bullet.py
class Bullet(Sprite):
"""飞船发射的子弹的类"""
def __init__(self, ai_settings, screen, ship):
"""在飞船所处位置创建一个子弹对象"""
# 初始化父类Sprite的属性
super().__init__()
self.screen = screen
# 在（0,0）处创建一个表示子弹的矩形，再设置正确的位置
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
3.5 外星人Alien类
选择表示外星人的图像，导入到Alien类中，再在alien_invasion.py中创建Alien的实例，写入显示到屏幕的代码段。接着根据计算创建外星人群，把它们放到编组中，并向右向下移动。
alien.py
import pygame
from pygame.sprite import Sprite
class Alien(Sprite):
"""一个外星人类"""
def __init__(self, ai_settings, screen):
"""初始化外星人设置初始位置"""
super().__init__()
self.screen = screen # 加self的可以供类中所有方法使用
self.ai_settings = ai_settings
# 加载外星人图像并获取外接矩形
self.image = pygame.image.load('images/alien.bmp')
self.rect = self.image.get_rect()
# 每个新外星人最初在左上角
self.rect.x = self.rect.width
self.rect.y = self.rect.height
# 存储外星人的准确位置
self.x = float(self.rect.x)
4 外星人与飞船的战争
4.1 检测子弹与外星人的碰撞
当子弹击中外星人时，子弹与外星人都消失，方法sprite.groupcollide()将每颗子弹的rect与每个外星人的rect，相比较，返回一个字典，包含发生碰撞的子弹和外星人，每个键时一个子弹，相应的值为被击中的外星人。
game_functions.py
def check_bullet_alien_collisions(ai_settings, screen, stats, sb, ship,
aliens, bullets):
# 检查是否有子弹击中了外星人，删除相应子弹外星人,两个true表示删除,两个组之间的
collisions = pygame.sprite.groupcollide(bullets, aliens, True, True)
4.2 响应外星人和飞船碰撞
当外星人与飞船相撞时，通过跟踪游戏的统计信息来记录飞船被撞了几次，满三次就游戏结束。相对应的编写新类GameStats放入game_stats.py，在alien_invasion.py中创建GameStats的实例。
game_stats.py
class GameStats():
"""跟踪游戏的统计信息"""
def __init__(self, ai_settings):
"""初始化统计信息"""
self.ai_settings = ai_settings
self.reset_stats()
# 游戏启动时处于非活动状态
self.game_active = False
self.hign_score = 0
def reset_stats(self):
"""初始化在游戏运行期间可能变化的统计信息"""
self.ships_left = self.ai_settings.ship_limit
self.score = 0
self.level = 1
飞船数量减1，清空外星人与子弹列表，接着创建一群新外星人，将飞船放在屏幕的底部中央。
# 清空外星人列表和子弹列表
aliens.empty()
bullets.empty()
# 创建一群新外星人，飞船放到屏幕低端中央
create_fleet(ai_settings, screen, ship, aliens)
ship.center_ship()
sleep(0.5)
5 添加记分牌
5.1 添加play按钮
当玩家点击屏幕中央的play按钮时，开始游戏。创建Button类，实例化按钮，并在屏幕上绘制。
button.py
import pygame.font
class Button():
"""开始游戏结束游戏的按钮"""
def __init__(self, ai_settings, screen, msg):
"""初始化按钮属性"""
self.screen = screen
self.screen_rect = screen.get_rect()
# 设置按钮的尺寸和其它属性
self.width, self.height = 200, 50
self.button_color = (0, 255, 0)
self.text_color = (255, 255, 255)
self.font = pygame.font.SysFont(None, 48)
5.2 创建记分牌
为在屏幕上显示得分，创建新类Scoreboard，用来显示当前得分，最高得分，玩家等级，余下的飞船数。
scoreboard.py
class Scoreboard():
"""显示得分信息的类"""
def __init__(self, ai_settings, screen, stats):
"""初始化显示得分信息涉及的属性"""
self.screen = screen
self.screen_rect = screen.get_rect()
self.ai_settings = ai_settings
self.stats = stats
# 显示得分信息时的字体设置
self.text_color = (30, 30, 30)
self.font = pygame.font.SysFont(None, 48)
在外星人被消灭时更新得分，更新stats.score的值，再更新得分图像。
检查是否产生了最高得分，显示最高分，并将得分圆整为10的倍数。
scoreboard.py
def prep_hign_score(self):
"""将最高得分转换为一幅渲染的图像"""
# 将得分圆整，为10的倍数,round()让小数精确到小数点后几位
hign_score = int(round(self.stats.hign_score, -1)) # python3可不要int
hign_score_str = "{:,}".format(hign_score)
self.hign_score_img = self.font.render(hign_score_str, True,
self.text_color, self.ai_settings.bg_color)
显示余下的飞船数需要先创建一艘新飞船，再创建一个新编组，每艘飞船左边距为10像素，将剩余的飞船显示在左下角。
scoreboard.py
def prep_ships(self):
"""显示还剩下多少飞船"""
self.ships = Group()
for ship_number in range(self.stats.ships_left):
ship = Ship(self.ai_settings, self.screen)
ship.rect.x = 10 + ship_number * ship.rect.width
ship.rect.y = 10
self.ships.add(ship)
运行结果如下：
3.其他（感悟、思考等）
首先很庆幸自己选到了这门个性化选修课，可能是我个人比较认为这门课程所用的语言很特别很奇妙，老师也很有趣，能让我们更好的了解Python这门课程真正的用途。在学习Python这门课程的这段时间以来，并且自己也能认识并且学习到很多知识，最大的特点就是其简单,容易上手.学完后感觉确实如此，相比于其他更为复杂的c，c++，Java等其语言板块更加清晰明了，简明扼要要编写一个程序，首先要确定目标是什么，然后分几个步骤去编写，编写代码要完整，一个语句有有始有终，嵌套编辑，然后编写一段检查一段，这样可以最大限度的保证，最小的最少的出问题。不管学什么，还是要脚踏实地，老老实实的去践行，学了以后就要训练，这样印象才会深刻，不至于眼高手低。现在发现确实是这样，自己原本以为已经理解了，已经会了，已经能够做好了，但是当自己真正去编写的时候，发现还是会出错，有时候根本不知道自己错在哪里了，所以练习还是非常重要的。突然想到一句话，原本我们以为不存在的。但是它确确实实就在那里；原本我们以为是真正有的，但是却不存在，比如说爱情。
找一个对的人怎么都不累，怎么都合适，不对的人，怎么都是问题。学习编程是个人爱好，也许在某一天，自己的这个爱好能够给自己带来很大的帮助。
