Python飞机大战项目终篇（一步一步实现---最全笔记）-网络知识

前一篇博客为游戏实现前所用的基础知识介绍
Python飞机大战项目前篇
此篇为飞机大战游戏项目的整个实现过程。从游戏框架的搭建、游戏背景的设置、英雄飞机和敌机的设定，再到飞机发生碰撞时的检测（子弹摧毁敌机，敌机撞毁英雄）等详细的笔记描述

游戏框架搭建

在这里插入图片描述 游戏初始化 —— __init__() 会调用以下方法：

方法	职责
`__create_sprites(self)`	创建所有精灵和精灵组

游戏循环 —— start_game() 会调用以下方法：

方法	职责
`__event_handler(self)`	事件监听
`__check_collide(self)`	碰撞检测 —— 子弹销毁敌机、敌机撞毁英雄
`__update_sprites(self)`	精灵组更新和绘制
`__game_over()`	游戏结束

新建plane_main.py文件和plane_sprites.py文件记得导入图片素材（如图）
在这里插入图片描述
plane_main

封装 主游戏类
创建 游戏对象
启动游戏
plane_sprites

封装游戏中所有需要使用的 精灵子类
提供游戏的 相关工具

游戏背景滚动实现

背景图像的显示效果：

游戏启动后，背景图像 会 连续不断地 向下方 移动
在 视觉上 产生英雄的飞机不断向上方飞行的错觉 —— 在很多跑酷类游戏中常用的套路
- 游戏的背景 不断变化
- 游戏的主角 位置保持不变

实现办法：

创建两张背景图像精灵
- 第 1 张 完全和屏幕重合
- 第 2 张在 屏幕的正上方
两张图像 一起向下方运动
- self.rect.y += self.speed
当 任意背景精灵 的 rect.y >= 屏幕的高度 说明已经 移动到屏幕下方
将 移动到屏幕下方的这张图像 设置到 屏幕的正上方
- rect.y = -rect.height

设计背景类

在这里插入图片描述 * 初始化方法

直接指定 背景图片
is_alt 判断是否是另一张图像
- False 表示 第一张图像，需要与屏幕重合
- True 表示 另一张图像，在屏幕的正上方
update() 方法
- 判断 是否移动出屏幕，如果是，将图像设置到 屏幕的正上方，从而实现 交替滚动

继承如果父类提供的方法，不能满足子类的需求：

派生一个子类
在子类中针对特有的需求，重写父类方法，并且进行扩展

在 plane_sprites 新建 Background 继承自 GameSprite

class Background(GameSprite):
    """游戏背景精灵"""

    def update(self):

        # 1. 调用父类的方法实现
        super().update()

        # 2. 判断是否移出屏幕，如果移出屏幕，将图像设置到屏幕的上方
        if self.rect.y >= SCREEN_RECT.height:
            self.rect.y = -self.rect.height

在 plane_main.py 中显示背景精灵

在 __create_sprites 方法中创建精灵和 精灵组
在 __update_sprites 方法中，让 精灵组 调用 update() 和 draw() 方法

__create_sprites 方法

def __create_sprites(self):

    # 创建背景精灵和精灵组
    bg1 = Background("./images/background.png")
    bg2 = Background("./images/background.png")
    bg2.rect.y = -bg2.rect.height
    
    self.back_group = pygame.sprite.Group(bg1, bg2)

__update_sprites 方法

def __update_sprites(self):

    self.back_group.update()
    self.back_group.draw(self.screen)

完整实现代码

plane_main.py部分

import pygame
from plane_sprites import *


class PlaneGame(object):
    """飞机大战主游戏"""

    def __init__(self):
        print('游戏初始化')

        # 1 创建游戏的窗口
        self.screen = pygame.display.set_mode(SCREEN_RECT.size)
        # 2 创建游戏的时钟
        self.clock = pygame.time.Clock()
        # 3 调用私有方法，精灵和精灵组的创建
        self.__create_spritea()

    def __create_spritea(self):
        # 创建背景精灵和精灵组
        bg1 = Background()
        bg2 = Background(True)
        # bg2.rect.y = -bg2.rect.height   # 定义初始位置

        self.back_group = pygame.sprite.Group(bg1, bg2)

    def start_game(self):
        print('游戏开始...')

        while True:
            # 1 设置刷新帧率
            self.clock.tick(FRAME_PER_SEC)
            # 2 事件监听
            self.__event_handler()
            # 3 碰撞检测
            self.__check_collide()
            # 4 更新/绘制精灵组
            self.__update_sprites()
            # 5 更新显示
            pygame.display.update()

    def __event_handler(self):
        for event in pygame.event.get():
            # 判断是否退出游戏
            if event.type == pygame.QUIT:
                PlaneGame.__game_over()

    def __check_collide(self):
        pass

    def __update_sprites(self):

        self.back_group.update()
        self.back_group.draw(self.screen)


if __name__ == '__main__':
    # 创建游戏对象
    game = PlaneGame()
    # 启动游戏
    game.start_game()

plane_sprites.py部分

import pygame

# 屏幕大小的常量
SCREEN_RECT = pygame.Rect(0, 0, 480, 700)
# 刷新的帧率
FRAME_PER_SEC = 60
# 创建敌机的定时器常量(USEREVENT  是pygame提供的用户事件)
CREATE_ENEMY_EVENT = pygame.USEREVENT


class GameSprite(pygame.sprite.Sprite):  # 第一个是模块的名称 第二个是类的名称
    """ 飞机大战游戏精灵"""

    def __init__(self, image_name, speed=1):

        # 调用父类的初始化方法
        super().__init__()

        # 定义对象的属性
        self.image = pygame.image.load(image_name)
        self.rect = self.image.get_rect()
        self.speed = speed

    def update(self):

        # 在屏幕的垂直方向上移动
        self.rect.y += self.speed


class Background(GameSprite):
    """ 游戏背景精灵"""

    def __init__(self, is_alt=False):

        # 1 调用父类方法实现精灵组的创建（image/rect/speed）
        super().__init__('./images/background.png')

        # 2 判断是否是交替图像，如果是，需要设置初始位置
        if is_alt:
            self.rect.y = -self.rect.height

    def update(self):

        # 1 调用父类的方法实现
        super().update()

        # 2 判断是否移出屏幕，如果移出屏幕， 将图像设置到屏幕上方
        if self.rect.y >= SCREEN_RECT.height:
            self.rect.y = -self.rect.height

实现效果图

在这里插入图片描述

敌机部分实现

敌机的 出现规律

游戏启动后，每隔 1 秒会出现一架敌机
每架敌机向屏幕下方飞行，飞行速度各不相同
每架敌机出现的水平位置也不尽相同
当敌机从屏幕下方飞出，不会再飞回到屏幕中

定义并监听创建敌机的定时器事件

在 pygame 中可以使用 pygame.time.set_timer() 来添加 定时器
所谓 定时器，就是 每隔一段时间，去 执行一些动作

set_timer(eventid, milliseconds) -> None

set_timer 可以创建一个事件
可以在游戏循环的事件监听方法中捕获到该事件
第 1 个参数事件代号需要基于常量 pygame.USEREVENT 来指定
- USEREVENT 是一个整数，再增加的事件可以使用 USEREVENT + 1 指定，依次类推…
第 2 个参数是事件触发间隔的毫秒值
pygame 的定时器使用套路非常固定：

定义定时器常量 —— eventid
在初始化方法中，调用 set_timer 方法设置定时器事件
在游戏循环中，监听定时器事件

设计 Enemy 类

游戏启动后，每隔 1 秒会出现一架敌机
每架敌机向屏幕下方飞行，飞行速度各不相同
每架敌机出现的水平位置也不尽相同
当敌机从屏幕下方飞出，不会再飞回到屏幕中

敌机类的准备

在 plane_sprites 新建 Enemy 继承自 GameSprite
重写初始化方法，直接指定图片名称
暂时不实现随机速度和随机位置的指定
重写 update 方法，判断是否飞出屏幕

创建敌机

在 __create_sprites，添加敌机精灵组
- 敌机是定时被创建的，因此在初始化方法中，不需要创建敌机
在 __event_handler，创建敌机，并且添加到精灵组
- 调用精灵组的 add 方法可以向精灵组添加精灵
在 __update_sprites，让敌机精灵组调用 update 和 draw 方法

随机敌机位置和速度
修改 plane_sprites.py 增加 random 的导入

import random

随机位置：使用 pygame.Rect 提供的 bottom 属性，在指定敌机初始位置时，会比较方便

bottom = y + height
y = bottom - height

移出屏幕销毁敌机

敌机移出屏幕之后，如果没有撞到英雄，敌机的历史使命已经终结
需要从敌机组删除，否则会造成内存浪费
__del__ 内置方法会在对象被销毁前调用，在开发中，可以用于判断对象是否被销毁
判断敌机是否飞出屏幕，如果是，调用 kill() 方法从所有组中删除

完整实现代码

plane_main.py部分

import pygame
from plane_sprites import *


class PlaneGame(object):
    """飞机大战主游戏"""

    def __init__(self):
        print("游戏初始化")

        # 1. 创建游戏的窗口
        self.screen = pygame.display.set_mode(SCREEN_RECT.size)
        # 2. 创建游戏的时钟
        self.clock = pygame.time.Clock()
        # 3. 调用私有方法，精灵和精灵组的创建
        self.__create_sprites()

        # 4. 设置定时器事件 - 创建敌机　1s
        pygame.time.set_timer(CREATE_ENEMY_EVENT, 1000)

    def __create_sprites(self):

        # 创建背景精灵和精灵组
        bg1 = Background()
        bg2 = Background(True)

        self.back_group = pygame.sprite.Group(bg1, bg2)

        # 创建敌机的精灵组
        self.enemy_group = pygame.sprite.Group()

    def start_game(self):
        print("游戏开始...")

        while True:
            # 1. 设置刷新帧率
            self.clock.tick(FRAME_PER_SEC)
            # 2. 事件监听
            self.__event_handler()
            # 3. 碰撞检测
            self.__check_collide()
            # 4. 更新/绘制精灵组
            self.__update_sprites()
            # 5. 更新显示
            pygame.display.update()

    def __event_handler(self):

        for event in pygame.event.get():

            # 判断是否退出游戏
            if event.type == pygame.QUIT:
                PlaneGame.__game_over()
            elif event.type == CREATE_ENEMY_EVENT:
                print("敌机出场...")
                # 创建敌机精灵
                enemy = Enemy()

                # 将敌机精灵添加到敌机精灵组
                self.enemy_group.add(enemy)

    def __check_collide(self):
        pass

    def __update_sprites(self):

        self.back_group.update()
        self.back_group.draw(self.screen)

        self.enemy_group.update()
        self.enemy_group.draw(self.screen)

    @staticmethod
    def __game_over():
        print("游戏结束")

        pygame.quit()
        exit()

if __name__ == '__main__':

    # 创建游戏对象
    game = PlaneGame()

    # 启动游戏
    game.start_game()

plane_sprites.py部分

import random
import pygame

# 屏幕大小的常量
SCREEN_RECT = pygame.Rect(0, 0, 480, 700)
# 刷新的帧率
FRAME_PER_SEC = 60
# 创建敌机的定时器常量
CREATE_ENEMY_EVENT = pygame.USEREVENT


class GameSprite(pygame.sprite.Sprite):
    """飞机大战游戏精灵"""

    def __init__(self, image_name, speed=1):

        # 调用父类的初始化方法
        super().__init__()

        # 定义对象的属性
        self.image = pygame.image.load(image_name)
        self.rect = self.image.get_rect()
        self.speed = speed

    def update(self):

        # 在屏幕的垂直方向上移动
        self.rect.y += self.speed


class Background(GameSprite):
    """游戏背景精灵"""

    def __init__(self, is_alt=False):

        # 1. 调用父类方法实现精灵的创建(image/rect/speed)
        super().__init__("./images/background.png")

        # 2. 判断是否是交替图像，如果是，需要设置初始位置
        if is_alt:
            self.rect.y = -self.rect.height

    def update(self):

        # 1. 调用父类的方法实现
        super().update()

        # 2. 判断是否移出屏幕，如果移出屏幕，将图像设置到屏幕的上方
        if self.rect.y >= SCREEN_RECT.height:
            self.rect.y = -self.rect.height


class Enemy(GameSprite):
    """敌机精灵"""

    def __init__(self):

        # 1. 调用父类方法，创建敌机精灵，同时指定敌机图片
        super().__init__("./images/enemy1.png")

        # 2. 指定敌机的初始随机速度 1 ~ 3
        self.speed = random.randint(1, 3)

        # 3. 指定敌机的初始随机位置
        self.rect.bottom = 0

        max_x = SCREEN_RECT.width - self.rect.width
        self.rect.x = random.randint(0, max_x)

    def update(self):

        # 1. 调用父类方法，保持垂直方向的飞行
        super().update()

        # 2. 判断是否飞出屏幕，如果是，需要从精灵组删除敌机
        if self.rect.y >= SCREEN_RECT.height:
            print("飞出屏幕，需要从精灵组删除...")
            # kill方法可以将精灵从所有精灵组中移出，精灵就会被自动销毁
            self.kill()

    def __del__(self):
        print("敌机挂了 %s" % self.rect)

实现效果图

在这里插入图片描述

英雄部分实现

英雄需求

游戏启动后，英雄出现在屏幕的水平中间位置，距离屏幕底部120 像素
英雄每隔 0.5 秒发射一次子弹，每次连发三枚子弹
英雄默认不会移动，需要通过左/右方向键，控制英雄在水平方向移动

子弹需求

子弹从英雄的正上方发射沿直线向上方飞行
飞出屏幕后，需要从精灵组中删除

Hero —— 英雄

初始化方法
- 指定英雄图片
- 初始速度 = 0 —— 英雄默认静止不动
- 定义 bullets 子弹精灵组保存子弹精灵
重写 update()方法
- 英雄需要水平移动
- 并且需要保证不能移出屏幕
增加 bullets 属性，记录所有子弹精灵
增加 fire 方法，用于发射子弹

创建英雄

在 plane_sprites 新建 Hero 类
重写初始化方法，直接指定图片名称，并且将初始速度设置为 0
设置英雄的初始位置
centerx = x + 0.5 * width
centery = y + 0.5 * height
bottom = y + height
绘制英雄

在 __create_sprites，添加英雄精灵和英雄精灵组
- 后续要针对英雄做碰撞检测以及发射子弹
- 所以英雄需要单独定义成属性
在 __update_sprites，让英雄精灵组调用 update 和 draw 方法
移动英雄位置
在 Hero 类中重写 update 方法
- 用速度 speed 和英雄 rect.x 进行叠加
- 不需要调用父类方法 —— 父类方法只是实现了单纯的垂直运动
在 __event_handler 方法中根据左右方向键设置英雄的速度
- 向右 => speed = 2
- 向左 => speed = -2
- 其他 => speed = 0

Bullet —— 子弹

初始化方法
- 指定子弹图片
- 初始速度 = -2 —— 子弹需要向上方飞行
重写update()方法
- 判断是否飞出屏幕，如果是，从精灵组删除

发射子弹
pygame 的 定时器 使用套路非常固定：

定义定时器常量 —— eventid
在初始化方法中，调用 set_timer 方法设置定时器事件
在游戏循环中，监听定时器事件

在 Hero 中定义 fire 方法

def fire(self):
    print("发射子弹...")

在 plane_main.py 的顶部定义 发射子弹 事件常量

# 英雄发射子弹事件
HERO_FIRE_EVENT = pygame.USEREVENT + 1

在 __init__ 方法末尾中添加 发射子弹 事件

# 每隔 0.5 秒发射一次子弹
pygame.time.set_timer(HERO_FIRE_EVENT, 500)

在 __event_handler 方法中让英雄发射子弹

elif event.type == HERO_FIRE_EVENT:
    self.hero.fire()

定义子弹类

在 plane_sprites 新建 Bullet 继承自 GameSprite
重写初始化方法，直接指定图片名称，并且设置初始速度
重写 update() 方法，判断子弹飞出屏幕从精灵组删除

发射子弹

在 Hero 的初始化方法中创建子弹精灵组属性
修改 plane_main.py 的 __update_sprites 方法，让子弹精灵组调用 update 和 draw 方法
实现 fire() 方法
- 创建子弹精灵
- 设置初始位置 —— 在英雄的正上方
- 将子弹添加到精灵组

完整实现代码

plane_main.py部分

import pygame
from plane_sprites import *


class PlaneGame(object):
    """飞机大战主游戏"""

    def __init__(self):
        print("游戏初始化")

        # 1. 创建游戏的窗口
        self.screen = pygame.display.set_mode(SCREEN_RECT.size)
        # 2. 创建游戏的时钟
        self.clock = pygame.time.Clock()
        # 3. 调用私有方法，精灵和精灵组的创建
        self.__create_sprites()

        # 4. 设置定时器事件 - 创建敌机　1s
        pygame.time.set_timer(CREATE_ENEMY_EVENT, 1000)
        pygame.time.set_timer(HERO_FIRE_EVENT, 500)

    def __create_sprites(self):

        # 创建背景精灵和精灵组
        bg1 = Background()
        bg2 = Background(True)

        self.back_group = pygame.sprite.Group(bg1, bg2)

        # 创建敌机的精灵组
        self.enemy_group = pygame.sprite.Group()

        # 创建英雄的精灵和精灵组
        self.hero = Hero()
        self.hero_group = pygame.sprite.Group(self.hero)

    def start_game(self):
        print("游戏开始...")

        while True:
            # 1. 设置刷新帧率
            self.clock.tick(FRAME_PER_SEC)
            # 2. 事件监听
            self.__event_handler()
            # 3. 碰撞检测
            self.__check_collide()
            # 4. 更新/绘制精灵组
            self.__update_sprites()
            # 5. 更新显示
            pygame.display.update()

    def __event_handler(self):

        for event in pygame.event.get():

            # 判断是否退出游戏
            if event.type == pygame.QUIT:
                PlaneGame.__game_over()
            elif event.type == CREATE_ENEMY_EVENT:
                # print("敌机出场...")
                # 创建敌机精灵
                enemy = Enemy()

                # 将敌机精灵添加到敌机精灵组
                self.enemy_group.add(enemy)
            elif event.type == HERO_FIRE_EVENT:
                self.hero.fire()
            # elif event.type == pygame.KEYDOWN and event.key == pygame.K_RIGHT:
            #     print("向右移动...")

        # 使用键盘提供的方法获取键盘按键 - 按键元组
        keys_pressed = pygame.key.get_pressed()
        # 判断元组中对应的按键索引值 1
        if keys_pressed[pygame.K_RIGHT]:
            self.hero.speed = 2
        elif keys_pressed[pygame.K_LEFT]:
            self.hero.speed = -2
        else:
            self.hero.speed = 0

    def __check_collide(self):
        pass

    def __update_sprites(self):

        self.back_group.update()
        self.back_group.draw(self.screen)

        self.enemy_group.update()
        self.enemy_group.draw(self.screen)

        self.hero_group.update()
        self.hero_group.draw(self.screen)

        self.hero.bullets.update()
        self.hero.bullets.draw(self.screen)

    @staticmethod
    def __game_over():
        print("游戏结束")

        pygame.quit()
        exit()

if __name__ == '__main__'

游戏框架搭建

游戏背景滚动实现

完整实现代码

实现效果图

敌机部分实现

完整实现代码

实现效果图

英雄部分实现

完整实现代码

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