Pygame 外星人入侵实战

# alien.py
import pygame
from pygame.sprite import Sprite


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

    def __init__(self, ai_game):
        """初始化外星人并设置其起始位置"""
        super().__init__()
        self.screen = ai_game.screen
        self.settings = ai_game.settings

        # 加载外星人图像并设置其rect属性
        self.image = pygame.image.load('images/alien.bmp')
        self.rect = self.image.get_rect()

        # 每个外星人最初都在屏幕左上角附近
        self.rect.x = self.rect.width
        self.rect.y = self.rect.height

        # 存储外星人的精确水平位置（使用浮点数）
        self.x = float(self.rect.x)

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

    def update(self):
        """向左或向右移动外星人"""
        self.x += (self.settings.alien_speed *
                   self.settings.fleet_direction)
        self.rect.x = self.x

# alien_invasion.py 中的方法
def _create_fleet(self):
    """创建外星人群"""
    # 创建一个外星人，用于计算间距
    alien = Alien(self)
    alien_width, alien_height = alien.rect.size

    # 计算可容纳多少个外星人
    available_space_x = self.settings.screen_width - (2 * alien_width)
    number_aliens_x = available_space_x // (2 * alien_width)

    # 计算屏幕可容纳多少行外星人
    ship_height = self.ship.rect.height
    available_space_y = (self.settings.screen_height -
                         (3 * alien_height) - ship_height)
    number_rows = available_space_y // (2 * alien_height)

    # 创建外星人群
    for row_number in range(number_rows):
        for alien_number in range(number_aliens_x):
            self._create_alien(alien_number, row_number)

def _create_alien(self, alien_number, row_number):
    """创建一个外星人并将其放在当前行"""
    alien = Alien(self)
    alien_width, alien_height = alien.rect.size
    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
    self.aliens.add(alien)

# settings.py
class Settings:
    def __init__(self):
        # ... 其他配置 ...

        # 外星人设置
        self.alien_speed = 1.0
        self.fleet_drop_speed = 10
        self.fleet_direction = 1  # 1 表示右移，-1 表示左移

        # 飞船限制
        self.ship_limit = 3

# alien_invasion.py
def _check_fleet_edges(self):
    """在有外星人到达边缘时采取相应措施"""
    for alien in self.aliens.sprites():
        if alien.check_edges():
            self._change_fleet_direction()
            break

def _change_fleet_direction(self):
    """将整群外星人下移，并改变它们的方向"""
    for alien in self.aliens.sprites():
        alien.rect.y += self.settings.fleet_drop_speed
    self.settings.fleet_direction *= -1

# alien_invasion.py
def _check_bullet_alien_collisions(self):
    """响应子弹和外星人的碰撞"""
    # 检查是否有子弹击中了外星人
    # 如果是，就删除相应的子弹和外星人
    collisions = pygame.sprite.groupcollide(
        self.bullets, self.aliens, True, True
    )

    if collisions:
        for aliens in collisions.values():
            # 后续可在此处添加记分逻辑
            # self.stats.score += len(aliens) * self.alien_points
            pass

    if not self.aliens:
        # 删除现有的所有子弹并新建一群外星人
        self.bullets.empty()
        self._create_fleet()

pygame.sprite.groupcollide(
    group1,          # 第一组精灵（子弹）
    group2,          # 第二组精灵（外星人）
    dokill1=True,    # 是否删除 group1 中的碰撞精灵
    dokill2=True,    # 是否删除 group2 中的碰撞精灵
    collided=None    # 自定义碰撞回调函数
) -> dict[Sprite, list[Sprite]]

{
    bullet_instance_1: [alien_a, alien_b],  # 一颗子弹穿透两个外星人
    bullet_instance_2: [alien_c],           # 一颗子弹击中一个外星人
    # 未命中的子弹不会出现在字典中
}

# alien_invasion.py
def _ship_hit(self):
    """响应飞船被外星人撞到"""
    if self.stats.ships_left > 0:
        # 将 ships_left 减 1
        self.stats.ships_left -= 1

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

        # 创建一群新的外星人，并将飞船放到屏幕底部的中央
        self._create_fleet()
        self.ship.center_ship()

        # 暂停（可选）
        sleep(0.5)
    else:
        self.stats.game_active = False

# game_stats.py
class GameStats:
    """跟踪游戏的统计信息"""

    def __init__(self, ai_game):
        """初始化统计信息"""
        self.settings = ai_game.settings
        self.reset_stats()

        # 游戏启动时处于活动状态
        self.game_active = True

    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.settings.ship_limit
        # 预留扩展字段
        self.score = 0
        self.level = 1

# alien_invasion.py __init__ 方法中
def __init__(self):
    pygame.init()
    self.settings = Settings()
    # ... 屏幕设置 ...

    self.ship = Ship(self)
    self.bullets = pygame.sprite.Group()
    self.aliens = pygame.sprite.Group()

    # 创建游戏统计实例
    self.stats = GameStats(self)

def run_game(self):
    """开始游戏的主循环"""
    while True:
        self._check_events()

        if self.stats.game_active:
            self.ship.update()
            self._update_bullets()
            self._update_aliens()

        self._update_screen()

# 预留接口代码（当前版本注释状态）
if collisions:
    for aliens in collisions.values():
        self.stats.score += len(aliens) * self.settings.alien_points
        self.sb.prep_score()  # Scoreboard 对象（待实现）

alien_invasion/
├── alien_invasion.py    # 主程序
├── settings.py          # 配置文件
├── ship.py              # 飞船类
├── bullet.py            # 子弹类
├── alien.py             # 外星人类
├── game_stats.py        # 游戏统计
└── images/              # 素材目录
    ├── ship.bmp         # 飞船图像 (需准备)
    ├── alien.bmp        # 外星人图像 (需准备)
    └── background.bmp   # 背景图像 (可选)

class Settings:
    """存储《外星人入侵》的所有设置的类"""

    def __init__(self):
        """初始化游戏的静态设置"""
        # 屏幕设置
        self.screen_width = 1200
        self.screen_height = 800
        self.bg_color = (230, 230, 230)

        # 飞船设置
        self.ship_speed = 1.5
        self.ship_limit = 3

        # 子弹设置
        self.bullet_speed = 1.5
        self.bullet_width = 3
        self.bullet_height = 15
        self.bullet_color = (60, 60, 60)
        self.bullets_allowed = 3

        # 外星人设置
        self.alien_speed = 1.0
        self.fleet_drop_speed = 10
        self.fleet_direction = 1

import pygame


class Ship:
    """管理飞船的类"""

    def __init__(self, ai_game):
        """初始化飞船并设置其初始位置"""
        self.screen = ai_game.screen
        self.screen_rect = ai_game.screen.get_rect()
        self.settings = ai_game.settings

        # 加载飞船图像并获取其外接矩形
        self.image = pygame.image.load('images/ship.bmp')
        self.rect = self.image.get_rect()

        # 对于每艘新飞船，都将其放在屏幕底部的中央
        self.rect.midbottom = self.screen_rect.midbottom

        # 在飞船的属性x中存储小数值
        self.x = float(self.rect.x)
        self.moving_right = False
        self.moving_left = False

    def update(self):
        """根据移动标志调整飞船的位置"""
        if self.moving_right and self.rect.right < self.screen_rect.right:
            self.x += self.settings.ship_speed
        if self.moving_left and self.rect.left > 0:
            self.x -= self.settings.ship_speed

        self.rect.x = self.x

    def blitme(self):
        """在指定位置绘制飞船"""
        self.screen.blit(self.image, self.rect)

    def center_ship(self):
        """让飞船在屏幕底居中"""
        self.rect.midbottom = self.screen_rect.midbottom
        self.x = float(self.rect.x)

import pygame
from pygame.sprite import Sprite


class Bullet(Sprite):
    """管理飞船所发射子弹的类"""

    def __init__(self, ai_game):
        """在飞船当前位置创建一个子弹对象"""
        super().__init__()
        self.screen = ai_game.screen
        self.settings = ai_game.settings

        # 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, self.settings.bullet_width,
                                self.settings.bullet_height)
        self.rect.midtop = ai_game.ship.rect.midtop

        # 存储用浮点数表示的子弹位置
        self.y = float(self.rect.y)

        self.color = self.settings.bullet_color
        self.speed = self.settings.bullet_speed

    def update(self):
        """向上移动子弹"""
        # 更新表示子弹位置的小数值
        self.y -= self.speed
        # 更新表示子弹的rect的位置
        self.rect.y = self.y

    def draw_bullet(self):
        """在屏幕上绘制子弹"""
        pygame.draw.rect(self.screen, self.color, self.rect)

import pygame
from pygame.sprite import Sprite


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

    def __init__(self, ai_game):
        """初始化外星人并设置其起始位置"""
        super().__init__()
        self.screen = ai_game.screen
        self.settings = ai_game.settings

        # 加载外星人图像并设置其rect属性
        self.image = pygame.image.load('images/alien.bmp')
        self.rect = self.image.get_rect()

        # 每个外星人最初都在屏幕左上角附近
        self.rect.x = self.rect.width
        self.rect.y = self.rect.height

        # 存储外星人的精确水平位置
        self.x = float(self.rect.x)

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

    def update(self):
        """向左或向右移动外星人"""
        self.x += (self.settings.alien_speed *
                   self.settings.fleet_direction)
        self.rect.x = self.x

class GameStats:
    """跟踪游戏的统计信息"""

    def __init__(self, ai_game):
        """初始化统计信息"""
        self.settings = ai_game.settings
        self.reset_stats()
        self.game_active = True

    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.settings.ship_limit

import sys
import pygame
from time import sleep

from settings import Settings
from ship import Ship
from bullet import Bullet
from alien import Alien
from game_stats import GameStats


class AlienInvasion:
    """管理游戏资源和行为的类"""

    def __init__(self):
        """初始化游戏并创建游戏资源"""
        pygame.init()
        self.settings = Settings()

        self.screen = pygame.display.set_mode(
            (self.settings.screen_width, self.settings.screen_height)
        )
        pygame.display.set_caption("Alien Invasion")

        # 创建存储游戏统计信息的实例
        self.stats = GameStats(self)

        self.ship = Ship(self)
        self.bullets = pygame.sprite.Group()
        self.aliens = pygame.sprite.Group()

        self._create_fleet()

    def run_game(self):
        """开始游戏的主循环"""
        while True:
            self._check_events()

            if self.stats.game_active:
                self.ship.update()
                self._update_bullets()
                self._update_aliens()

            self._update_screen()

    def _check_events(self):
        """响应按键和鼠标事件"""
        for event in pygame.event.get():
            if event.type == pygame.QUIT:
                sys.exit()
            elif event.type == pygame.KEYDOWN:
                self._check_keydown_events(event)
            elif event.type == pygame.KEYUP:
                self._check_keyup_events(event)

    def _check_keydown_events(self, event):
        """响应按下按键"""
        if event.key == pygame.K_RIGHT:
            self.ship.moving_right = True
        elif event.key == pygame.K_LEFT:
            self.ship.moving_left = True
        elif event.key == pygame.K_SPACE:
            self._fire_bullet()
        elif event.key == pygame.K_q:
            sys.exit()

    def _check_keyup_events(self, event):
        """响应松开按键"""
        if event.key == pygame.K_RIGHT:
            self.ship.moving_right = False
        elif event.key == pygame.K_LEFT:
            self.ship.moving_left = False

    def _fire_bullet(self):
        """创建一颗子弹，并将其加入编组bullets"""
        if len(self.bullets) < self.settings.bullets_allowed:
            new_bullet = Bullet(self)
            self.bullets.add(new_bullet)

    def _update_bullets(self):
        """更新子弹的位置并删除已消失的子弹"""
        self.bullets.update()

        # 删除已消失的子弹
        for bullet in self.bullets.copy():
            if bullet.rect.bottom <= 0:
                self.bullets.remove(bullet)

        self._check_bullet_alien_collisions()

    def _check_bullet_alien_collisions(self):
        """响应子弹和外星人的碰撞"""
        # 删除发生碰撞的子弹和外星人
        collisions = pygame.sprite.groupcollide(
            self.bullets, self.aliens, True, True
        )

        if not self.aliens:
            # 删除现有子弹并新建一群外星人
            self.bullets.empty()
            self._create_fleet()

    def _update_aliens(self):
        """
        检查是否有外星人位于屏幕边缘，
        并更新整群外星人的位置
        """
        self._check_fleet_edges()
        self.aliens.update()

        # 检测外星人和飞船之间的碰撞
        if pygame.sprite.spritecollideany(self.ship, self.aliens):
            self._ship_hit()

        # 检查是否有外星人到达屏幕底端
        self._check_aliens_bottom()

    def _check_fleet_edges(self):
        """在有外星人到达边缘时采取相应措施"""
        for alien in self.aliens.sprites():
            if alien.check_edges():
                self._change_fleet_direction()
                break

    def _change_fleet_direction(self):
        """将整群外星人下移，并改变它们的方向"""
        for alien in self.aliens.sprites():
            alien.rect.y += self.settings.fleet_drop_speed
        self.settings.fleet_direction *= -1

    def _ship_hit(self):
        """响应飞船被外星人撞到"""
        if self.stats.ships_left > 0:
            # 将ships_left减1
            self.stats.ships_left -= 1

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

            # 创建一群新的外星人，并将飞船放到屏幕底部的中央
            self._create_fleet()
            self.ship.center_ship()

            # 暂停
            sleep(0.5)
        else:
            self.stats.game_active = False

    def _check_aliens_bottom(self):
        """检查是否有外星人到达了屏幕底端"""
        screen_rect = self.screen.get_rect()
        for alien in self.aliens.sprites():
            if alien.rect.bottom >= screen_rect.bottom:
                # 像飞船被撞到一样处理
                self._ship_hit()
                break

    def _create_fleet(self):
        """创建外星人群"""
        # 创建一个外星人，用于计算间距
        alien = Alien(self)
        alien_width, alien_height = alien.rect.size

        available_space_x = self.settings.screen_width - (2 * alien_width)
        number_aliens_x = available_space_x // (2 * alien_width)

        ship_height = self.ship.rect.height
        available_space_y = (self.settings.screen_height -
                             (3 * alien_height) - ship_height)
        number_rows = available_space_y // (2 * alien_height)

        # 创建外星人群
        for row_number in range(number_rows):
            for alien_number in range(number_aliens_x):
                self._create_alien(alien_number, row_number)

    def _create_alien(self, alien_number, row_number):
        """创建一个外星人并将其放在当前行"""
        alien = Alien(self)
        alien_width, alien_height = alien.rect.size
        alien.x = alien_width + 2 * alien_width * alien_number
        alien.rect.x = alien.x
        alien.rect.y = alien.height + 2 * alien.height * row_number
        self.aliens.add(alien)

    def _update_screen(self):
        """更新屏幕上的图像，并切换到新屏幕"""
        self.screen.fill(self.settings.bg_color)
        self.ship.blitme()
        for bullet in self.bullets.sprites():
            bullet.draw_bullet()
        self.aliens.draw(self.screen)

        pygame.display.flip()


if __name__ == '__main__':
    # 创建游戏实例并运行游戏
    ai = AlienInvasion()
    ai.run_game()

# 使用 pygame.mixer 添加音效
pygame.mixer.init()
shoot_sound = pygame.mixer.Sound('sounds/shoot.wav')
explosion_sound = pygame.mixer.Sound('sounds/explosion.wav')

# 在发射子弹时播放
shoot_sound.play()

# 在外星人被击中时播放
explosion_sound.play()

class Particle(Sprite):
    def __init__(self, pos, color):
        super().__init__()
        self.rect = pygame.Rect(pos, (4, 4))
        self.color = color
        self.velocity = [randint(-3, 3), randint(-3, 3)]
        self.lifetime = 30

    def update(self):
        self.rect.move_ip(self.velocity)
        self.lifetime -= 1
        if self.lifetime <= 0:
            self.kill()

def increase_speed(self):
    """提高速度设置"""
    self.ship_speed *= self.speedup_scale
    self.bullet_speed *= self.speedup_scale
    self.alien_speed *= self.speedup_scale

import json

def save_game(self, filename='save.json'):
    data = {
        'score': self.stats.score,
        'level': self.stats.level,
        'ships_left': self.stats.ships_left
    }
    with open(filename, 'w') as f:
        json.dump(data, f)

def load_game(self, filename='save.json'):
    with open(filename, 'r') as f:
        data = json.load(f)
        self.stats.score = data['score']
        self.stats.level = data['level']