Python学习之路13-记分

《Python编程:从入门到实践》笔记。
本篇是Python小游戏《外星人入侵》的最后一篇。

1. 前言

本篇我们将结束Pygame小游戏《外星人入侵》的开发。在本篇中,我们将添加如下内容:

  • 添加一个Play按钮,用于根据需要启动游戏以及在游戏结束后重启游戏;
  • 使玩家能提高等级,并在提高等级时加快节奏;
  • 添加一个记分系统

2. 添加Play按钮

首先为了通过点击Play按钮来开始游戏,需要在GameStats类的构造函数中将self.game_active设置为False

2.1 Button类

为了添加Play按钮,我们需要先添加一个Button类。将这个类放在button.py模块中:

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import pygame

class Button:
def __init__(self, ai_settings, screen, msg):
"""初始化按钮属性"""
self.screen = screen
self.screen_rect = screen.get_rect()

# 设置按钮尺寸和其他属性
self.width, self.height = 200, 50 # 解包,平行赋值
self.button_color = (0, 255, 0)
self.text_color = (255, 255, 255)
self.font = pygame.font.SysFont(None, 48)

# 创建按钮的rect对象,并使其居中
self.rect = pygame.Rect(0, 0, self.width, self.height)
self.rect.center = self.screen_rect.center

# 按钮的标签只需创建一次
self.prep_msg(msg)

def prep_msg(self, msg):
"""将msg渲染为图像,并使其在按钮上居中"""
self.msg_image = self.font.render(msg, True, self.text_color, self.button_color)
self.msg_image_rect = self.msg_image.get_rect()
self.msg_image_rect.center = self.rect.center

def draw_button(self):
# 绘制一个用颜色填充的按钮,再绘制文本
self.screen.fill(self.button_color, self.rect)
self.screen.blit(self.msg_image, self.msg_image_rect)

pygame将字符串渲染为图像来处理文本,通过pygame.fontrender()方法来渲染文字,它的第一个参数是要渲染的字符串,第二个是抗锯齿设定(打游戏的老铁应该对这个词很熟悉~~),第三个是字体颜色,第四个是背景颜色,第四个参数如果不设定,将以透明背景的方式渲染文本。最后通过draw_button()方法在窗体中绘制Play按钮。

2.2 修改alien_invasion.py

在主程序中实例化一个Play按钮,并添加它的响应事件,以及将其画出。

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from button import Button
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def run_game():
-- snip --
pygame.display.set_caption("Alien Invasion")

# 创建Play按钮
play_button = Button(ai_settings, screen, "Play")

-- snip --
# 开始游戏的主循环
while True:
# 增加了参数,为按钮添加响应事件
gf.check_events(ai_settings, screen, ship, bullets, stats, play_button, aliens)
-- snip --
# 增加了参数,在窗体中画出按钮
gf.update_screen(ai_settings, screen, ship, bullets, aliens, stats, play_button)

run_game()

注意,不光新增了实例化按钮的代码,还修改了update_screen()check_events()函数。

2.3 修改game_functions.py

修改update_screen()函数:在窗体中画出Play按钮

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# 增加了参数,记得修改主程序
def update_screen(ai_settings, screen, ship, bullets, aliens, stats, play_button):
-- snip --
# 如果游戏没启动,则显示Play按钮
if not stats.game_active:
play_button.draw_button()

# 让最近绘制的屏幕可见
pygame.display.flip()

修改check_events()函数:为Play按钮添加响应事件

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# 增加了参数,记得修改主程序
def check_events(ai_settings, screen, ship, bullets, stats, play_button, aliens):
for event in pygame.event.get():
-- snip --
elif event.type == pygame.MOUSEBUTTONDOWN:
mouse_x, mouse_y = pygame.mouse.get_pos()
check_play_button(stats, play_button, mouse_x, mouse_y, ai_settings,
screen, ship, aliens, bullets)

pygame.MOUSEBUTTONDOWN表示鼠标按下事件;通过pygame.mouseget_pos()来获得鼠标点击处的坐标;最后,通过check_play_button()函数来响应鼠标点击事件,该函数的内容如下:

新增check_play_button()函数:处理鼠标点击事件

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def check_play_button(stats, play_button, mouse_x, mouse_y, ai_settings, screen,
ship, aliens, bullets):
"""在玩家单机Play按钮时开始新游戏"""
if play_button.rect.collidepoint(mouse_x, mouse_y) and not stats.game_active:
# 隐藏光标
pygame.mouse.set_visible(False)
# 重置游戏统计信息
stats.reset_stats()
stats.game_active = True

# 清空外星人列表和子弹列表
aliens.empty()
bullets.empty()

# 创建一群新的外星人,并让飞船居中
create_fleet(ai_settings, screen, ship, aliens)
ship.center_ship()

通过play_button.rectcollidepoint()方法来确定鼠标是否点击到了button,如果点击到了,并且当前游戏是“非启动”状态,则启动或者重置游戏;

如果不对stats.game_active进行确认,则在游戏中,即使Play按钮消失了,鼠标点击它原来所在的地方,也会重置游戏。

在游戏中,为了避免光标的影响,游戏时我们通过pygame.mouseset_visible()方法将其隐藏;游戏结束时,重新显示光标,为此,需要修改ship_hit()函数

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def ship_hit(ai_settings, stats, screen, ship, aliens, bullets):
-- snip --
else:
-- snip --
pygame.mouse.set_visible(True)

最后,程序的效果如下:

3. 游戏提速

每当消灭一批舰队后,我们就为游戏里的元素提个速,为此,需要修改settings.pygame_functions.py模块。

3.1 修改settings.py

添加一个提速倍率参数,并增加两个方法:

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class Settings:
def __init__(self):
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# 以什么样的速度提节奏
self.speedup_scale = 1.1
# 前面有四个属性放到了该方法中
self.initialize_dynamic_settings()

def initialize_dynamic_settings(self):
"""初始化随游戏进行而变化的设置"""
self.ship_speed_factor = 1.5
self.bullet_speed_factor = 3
self.alien_speed_factor = 1

# 外星舰队方向标志:1向右,-1向左
self.fleet_direction = 1

def increase_speed(self):
"""提高速度"""
self.ship_speed_factor *= self.speedup_scale
self.bullet_speed_factor *= self.speedup_scale
self.alien_speed_factor *= self.speedup_scale

我们将需要修改的四个参数放到了initialize_dynamic_settings()方法中,increase_speed()方法用于动态改变游戏参数。

3.2 修改game_functions.py

每消灭一批外星舰队,就对游戏提速,需要修改check_bullet_alien_collisions()函数

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def check_bullet_alien_collisions(ai_settings, screen, ship, aliens, bullets):
-- snip --
if len(aliens) == 0:
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ai_settings.increase_speed()
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当重新开始游戏时,需要将这些被修改了的参数改回默认值,为此,需要修改check_play_button()函数

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def check_play_button(stats, play_button, mouse_x, mouse_y, ai_settings, screen,
ship, aliens, bullets):
if play_button.rect.collidepoint(mouse_x,
mouse_y) and not stats.game_active:
# 重置游戏设置
ai_settings.initialize_dynamic_settings()
-- snip --

4. 记分板

下面我们将实现一个记分系统,实时跟踪玩家的得分,并显示最高得分,当前等级和余下的飞船数。首先,我们需要创建一个Scoreboard类。

4.1 新增scoreboard.py

新增一个Scoreboard类,用作屏幕中的记分板,它的屏幕正中央上方部分是最高分数,屏幕右边是当前分数和等级,左上角是剩余的飞船数量,飞船数量用图片表示,因此,我们还要将Ship类更改为从Sprite继承

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import pygame
from pygame.sprite import Group
from ship import Ship

class Scoreboard:
"""显示得分信息的类"""
def __init__(self, ai_settings, screen, stats):
"""初始化显示得分涉及的属性"""
self.screen = screen
self.screen_rect = screen.get_rect()
self.ai_settings = ai_settings
self.stats = stats

# 显示得分信息时使用的字体设置
self.text_color = (30, 30, 30)
self.font = pygame.font.SysFont(None, 48)

# 生成当前得分、最高得分、当前等级和当前剩余的飞船数
self.prep_score()
self.prep_high_score()
self.prep_level()
self.prep_ships()

def prep_score(self):
"""将得分转换为图片"""
rounded_score = round(self.stats.score, -1)
# 在得分中插入逗号
score_str = "{:,}".format(rounded_score)
self.score_image = self.font.render(score_str, True, self.text_color,
self.ai_settings.bg_color)

# 将得分放在屏幕右上角
self.score_rect = self.score_image.get_rect()
self.score_rect.right = self.screen_rect.right - 20
self.score_rect.top = 20

def prep_high_score(self):
"""将最高得分转化为图像"""
high_score = round(self.stats.high_score, -1)
high_score_str = "{:,}".format(high_score)
self.high_score_image = self.font.render(high_score_str, True, self.text_color,
self.ai_settings.bg_color)

# 将最高得分放在屏幕顶部中央
self.high_score_rect = self.high_score_image.get_rect()
self.high_score_rect.centerx = self.screen_rect.centerx
self.high_score_rect.top = self.score_rect.top

def prep_level(self):
"""将等级转化为图像"""
self.level_image = self.font.render(str(self.stats.level), True, self.text_color,
self.ai_settings.bg_color)

# 将等级放在得分下方
self.level_rect = self.level_image.get_rect()
self.level_rect.right = self.score_rect.right
self.level_rect.top = self.score_rect.bottom + 10

def prep_ships(self):
"""显示还余下多少艘飞船"""
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)

def show_score(self):
"""在屏幕上显示得分板"""
self.screen.blit(self.score_image, self.score_rect)
self.screen.blit(self.high_score_image, self.high_score_rect)
self.screen.blit(self.level_image, self.level_rect)
# 绘制飞船
self.ships.draw(self.screen)

4.2 修改settings.py

设置外星人的分数,外星人分数增长的速度:

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class Settings:
def __init__(self):
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# 外星人点数的提高速度
self.score_scale = 1.5

self.initialize_dynamic_settings()

def initialize_dynamic_settings(self):
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# 记分, 每一个外星人的分数
self.alien_points = 50

def increase_speed(self):
-- snip --
# 动态增加每个外星人的分数
self.alien_points = int(self.alien_points * self.score_scale)

4.3 修改game_stats.py

GameStats中设置一个用于记录最高分的属性,也正因此,应该将它放在构造函数中,它只会变大,在没有重新运行游戏前,它不会被重置为0;在reset_stats()方法中,初始化scorelevel两个属性,这两个属性每点一次Play按钮都会被重置。对于level这个属性,每消灭一批舰队,level就加1.

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class GameStats:
def __init__(self, ai_settings):
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# 在任何情况下都不应重置最高得分
self.high_score = 0

def reset_stats(self):
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self.score = 0
self.level = 1

4.4 修改主程序alien_invasion.py

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from scoreboard import Scoreboard

def run_game():
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# 创建计分板
score = Scoreboard(ai_settings, screen, stats)

# 开始游戏的主循环
while True:
# 添加score参数
gf.check_events(ai_settings, screen, ship, bullets, stats, play_button,
aliens, score)

if stats.game_active:
ship.update()
# 添加score参数
gf.update_bullets(bullets, aliens, ship, screen, ai_settings, stats, score)
# 添加score参数
gf.update_aliens(ai_settings, aliens, ship, screen, bullets, stats, score)
# 添加score参数
gf.update_screen(ai_settings, screen, ship, bullets, aliens, stats,
play_button, score)

从上面的注释可以看出,我们生成了一个计分板的实例scoregame_functions.py中的四个函数都要添加score参数,换句话说,这四个函数都要修改,下面我们逐一修改这四个函数。

4.5 修改game_functions.py

4.5.1 修改参数

有几个函数只需要在参数列表中增加score参数:

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# 增加score参数
def check_events(ai_settings, screen, ship, bullets, stats, play_button, aliens, score):
for event in pygame.event.get():
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elif event.type == pygame.MOUSEBUTTONDOWN:
mouse_x, mouse_y = pygame.mouse.get_pos()
# 增加score参数, 该函数有所改动
check_play_button(stats, play_button, mouse_x, mouse_y, ai_settings,
screen, ship, aliens, bullets, score)

# 增加score参数
def update_bullets(bullets, aliens, ship, screen, ai_settings, stats, score):
-- snip --
# 增加score参数,该函数有所改动
check_bullet_alien_collisions(ai_settings, screen, ship, aliens, bullets, stats, score)

# 增加score参数
def update_aliens(ai_settings, aliens, ship, screen, bullets, stats, score):
-- snip --
if pygame.sprite.spritecollideany(ship, aliens):
# 增加score参数,该函数有所改动
ship_hit(ai_settings, stats, screen, ship, aliens, bullets, score)
# 增加score参数,该函数有所改动
check_aliens_bottom(ai_settings, stats, screen, ship, aliens, bullets, score)

# 增加score参数,该函数有所改动
def update_screen(ai_settings, screen, ship, bullets, aliens, stats, play_button, score):
-- snip --
aliens.draw(screen)
# 在if语句前面添加绘制计分板的代码
# 显示得分
score.show_score()

if not stats.game_active:
play_button.draw_button()
-- snip --

接下来是改动较多的函数。

4.5.2 修改check_play_button()函数

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# 添加了score参数
def check_play_button(stats, play_button, mouse_x, mouse_y, ai_settings, screen,
ship, aliens, bullets, score):
"""在玩家单机Play按钮时开始新游戏"""
if play_button.rect.collidepoint(mouse_x,
mouse_y) and not stats.game_active:
-- snip --
stats.game_active = True # 这一句不是新增的

# 以下四行是新增的
score.prep_score()
score.prep_high_score()
score.prep_level()
score.prep_ships()

# 清空外星人列表和子弹列表
-- snip --

首先参数列表添加了score参数,if判断中还添加了四行生成计分板的代码。之所以这里要添加这四行代码,其实是为了当你重新开始(也就是第二次及以后点击Play按钮)游戏时,计分板能正确显示。

当第一运行游戏时,没有这四行也能正确显示计分板。但是从第二次点击Play开始,如果没有这四行,游戏的各个参数虽然更新了(通过check_play_button()中的各种重置函数得到了更新),可这些更新还没有让记分板中这四个参数的图像得到重新绘制,即属性的更新没有自动触发score的这四个函数。所以显示会不正确,因此必须在这里添加这四行代码。

4.5.3 修改update_screen()函数

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# 增加了score参数
def update_screen(ai_settings, screen, ship, bullets, aliens, stats, play_button, score):
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# 增加显示得分的代码
score.show_score()

if not stats.game_active:
-- snip --

4.5.4 修改update_bullets()和update_aliens()函数

这俩函数只是增加参数而已。

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# 增加了score参数
def update_bullets(bullets, aliens, ship, screen, ai_settings, stats, score):
-- snip --
# 增加了score参数, 函数有改动
check_bullet_alien_collisions(ai_settings, screen, ship, aliens, bullets, stats, score)

# 增加了score参数
def update_aliens(ai_settings, aliens, ship, screen, bullets, stats, score):
-- snip --
# 检测外星人和飞船之间的碰撞
if pygame.sprite.spritecollideany(ship, aliens):
# 增加了score参数, 函数有改动
ship_hit(ai_settings, stats, screen, ship, aliens, bullets, score)
# 增加了score参数
check_aliens_bottom(ai_settings, stats, screen, ship, aliens, bullets, score)

check_aliens_bottom()内也变化也不大,该函数的变化不再以代码的形式单独列出:

该函数增加了一个score参数,它内部调用了ship_hit()函数,为这个调用也增加score参数。这就是全部变化。

4.5.5 修改check_bullet_alien_collisions()函数

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# 增加了score参数
def check_bullet_alien_collisions(ai_settings, screen, ship, aliens, bullets, stats, score):
collisions = pygame.sprite.groupcollide(bullets, aliens, True, True)

if collisions:
for aliens in collisions.values():
stats.score += ai_settings.alien_points * len(aliens)
# 其实这里可以将其放到for循环之外,应为并不能立刻就呈现分数变化
# 要等到主程序中的update_screen()中才能呈现
score.prep_score()
# 该函数是新增的
check_high_score(stats, score)

if len(aliens) == 0:
# 删除现有的子弹并创建新的舰队
bullets.empty()
ai_settings.increase_speed()

# 提高等级
stats.level += 1
score.prep_level()

create_fleet(ai_settings, screen, ship, aliens)

首先我们增加了一个判断语句,用于根据消灭的外星人来增加分数,由于有可能一颗子弹打到多个外星人但只算了一个外星人的分数,所有用循环来确保消灭掉的每一个外星人都得到了统计。collisions是一个字典,这里子弹是键,该子弹消灭的外星人对象为值(是个列表)。

我们还新增了一个更新最高积分的函数check_high_score(),它的代码如下:

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def check_high_score(stats, score):
"""检查是否诞生了新的最高得分"""
if stats.score > stats.high_score:
stats.high_score = stats.score
score.prep_high_score()

第二个if中,添加了增加等级的语句,紧跟着的是重新在计分板中绘制等级图像。

4.5.6 修改ship_hit()和check_aliens_bottom()函数

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# 增加了score参数
def ship_hit(ai_settings, stats, screen, ship, aliens, bullets, score):
if stats.ships_left > 0:
stats.ships_left -= 1

# 更新记分牌
score.prep_ships()
# 清空外星人列表和子弹列表
-- snip --

4.6 最后运行效果

至此所有的添加都已经结束,下图是游戏的最终效果:

5. 小结

Python小游戏告一段落,一共三篇文章。本文中讲述了:

  • 如何创建用于开始新游戏的Play按钮;
  • 如何检测鼠标点击事件;
  • 如何在游戏处于活动状态时隐藏光标;
  • 如何随游戏的进行调整节奏;
  • 如何实现记分系统;
  • 以及如何以文本和非文本方式显示信息。

后三篇文章将是使用Python来进行数据统计分析、绘图等内容。

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