摘要：之所以這里要添加這四行代碼，其實是為了當你重新開始也就是第二次及以后點擊按鈕游戲時，計分板能正確顯示。當第一運行游戲時，沒有這四行也能正確顯示計分板。

《Python編程：從入門到實踐》筆記。
本篇是Python小游戲《外星人入侵》的最后一篇。

本篇我們將結束Pygame小游戲《外星人入侵》的開發。在本篇中，我們將添加如下內容：

添加一個Play按鈕，用于根據需要啟動游戲以及在游戲結束后重啟游戲；

使玩家能提高等級，并在提高等級時加快節奏；

添加一個記分系統

首先為了通過點擊Play按鈕來開始游戲，需要在GameStats類的構造函數中將self.game_active設置為False。

為了添加Play按鈕，我們需要先添加一個Button類。將這個類放在button.py模塊中：

import pygame

class Button:
    def __init__(self, ai_settings, screen, msg):
        """初始化按鈕屬性"""
        self.screen = screen
        self.screen_rect = screen.get_rect()

        # 設置按鈕尺寸和其他屬性
        self.width, self.height = 200, 50   # 解包，平行賦值
        self.button_color = (0, 255, 0)
        self.text_color = (255, 255, 255)
        self.font = pygame.font.SysFont(None, 48)

        # 創建按鈕的rect對象，并使其居中
        self.rect = pygame.Rect(0, 0, self.width, self.height)
        self.rect.center = self.screen_rect.center

        # 按鈕的標簽只需創建一次
        self.prep_msg(msg)

    def prep_msg(self, msg):
        """將msg渲染為圖像，并使其在按鈕上居中"""
        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):
        # 繪制一個用顏色填充的按鈕，再繪制文本
        self.screen.fill(self.button_color, self.rect)
        self.screen.blit(self.msg_image, self.msg_image_rect)

pygame將字符串渲染為圖像來處理文本，通過pygame.font的render()方法來渲染文字，它的第一個參數是要渲染的字符串，第二個是抗鋸齒設定（打游戲的老鐵應該對這個詞很熟悉~~），第三個是字體顏色，第四個是背景顏色，第四個參數如果不設定，將以透明背景的方式渲染文本。最后通過draw_button()方法在窗體中繪制Play按鈕。

在主程序中實例化一個Play按鈕，并添加它的響應事件，以及將其畫出。

-- snip --
from button import Button
-- snip --

def run_game():
    -- snip --
    pygame.display.set_caption("Alien Invasion")

    # 創建Play按鈕
    play_button = Button(ai_settings, screen, "Play")
    
    -- snip --
    # 開始游戲的主循環
    while True:
        # 增加了參數，為按鈕添加響應事件
        gf.check_events(ai_settings, screen, ship, bullets, stats, play_button, aliens)
        -- snip --
        # 增加了參數，在窗體中畫出按鈕
        gf.update_screen(ai_settings, screen, ship, bullets, aliens, stats, play_button)

run_game()

注意，不光新增了實例化按鈕的代碼，還修改了update_screen()和check_events()函數。

修改update_screen()函數：在窗體中畫出Play按鈕

# 增加了參數，記得修改主程序
def update_screen(ai_settings, screen, ship, bullets, aliens, stats, play_button):
    -- snip --
    # 如果游戲沒啟動，則顯示Play按鈕
    if not stats.game_active:
        play_button.draw_button()

    # 讓最近繪制的屏幕可見
    pygame.display.flip()

修改check_events()函數：為Play按鈕添加響應事件

# 增加了參數，記得修改主程序
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表示鼠標按下事件；通過pygame.mouse的get_pos()來獲得鼠標點擊處的坐標；最后，通過check_play_button()函數來響應鼠標點擊事件，該函數的內容如下：

新增check_play_button()函數：處理鼠標點擊事件

def check_play_button(stats, play_button, mouse_x, mouse_y, ai_settings, screen,
                      ship, aliens, bullets):
    """在玩家單機Play按鈕時開始新游戲"""
    if play_button.rect.collidepoint(mouse_x, mouse_y) and not stats.game_active:
        # 隱藏光標
        pygame.mouse.set_visible(False)
        # 重置游戲統計信息
        stats.reset_stats()
        stats.game_active = True

        # 清空外星人列表和子彈列表
        aliens.empty()
        bullets.empty()

        # 創建一群新的外星人，并讓飛船居中
        create_fleet(ai_settings, screen, ship, aliens)
        ship.center_ship()

通過play_button.rect的collidepoint()方法來確定鼠標是否點擊到了button，如果點擊到了，并且當前游戲是“非啟動”狀態，則啟動或者重置游戲；

如果不對stats.game_active進行確認，則在游戲中，即使Play按鈕消失了，鼠標點擊它原來所在的地方，也會重置游戲。

在游戲中，為了避免光標的影響，游戲時我們通過pygame.mouse的set_visible()方法將其隱藏；游戲結束時，重新顯示光標，為此，需要修改ship_hit()函數：

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：

每當消滅一批艦隊后，我們就為游戲里的元素提個速，為此，需要修改settings.py和game_functions.py模塊。

添加一個提速倍率參數，并增加兩個方法：

class Settings:
    def __init__(self):
        -- snip --
        # 以什么樣的速度提節奏
        self.speedup_scale = 1.1
        # 前面有四個屬性放到了該方法中
        self.initialize_dynamic_settings()

    def initialize_dynamic_settings(self):
        """初始化隨游戲進行而變化的設置"""
        self.ship_speed_factor = 1.5
        self.bullet_speed_factor = 3
        self.alien_speed_factor = 1

        # 外星艦隊方向標志：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

我們將需要修改的四個參數放到了initialize_dynamic_settings()方法中，increase_speed()方法用于動態改變游戲參數。

每消滅一批外星艦隊，就對游戲提速，需要修改check_bullet_alien_collisions()函數：

def check_bullet_alien_collisions(ai_settings, screen, ship, aliens, bullets):
    -- snip --
    if len(aliens) == 0:
        -- snip --
        ai_settings.increase_speed()
        -- snip --

當重新開始游戲時，需要將這些被修改了的參數改回默認值，為此，需要修改check_play_button()函數：

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:
        # 重置游戲設置
        ai_settings.initialize_dynamic_settings()
        -- snip --

下面我們將實現一個記分系統，實時跟蹤玩家的得分，并顯示最高得分，當前等級和余下的飛船數。首先，我們需要創建一個Scoreboard類。

新增一個Scoreboard類，用作屏幕中的記分板，它的屏幕正中央上方部分是最高分數，屏幕右邊是當前分數和等級，左上角是剩余的飛船數量，飛船數量用圖片表示，因此，我們還要將Ship類更改為從Sprite繼承。

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

class Scoreboard:
    """顯示得分信息的類"""
    def __init__(self, ai_settings, screen, stats):
        """初始化顯示得分涉及的屬性"""
        self.screen = screen
        self.screen_rect = screen.get_rect()
        self.ai_settings = ai_settings
        self.stats = stats

        # 顯示得分信息時使用的字體設置
        self.text_color = (30, 30, 30)
        self.font = pygame.font.SysFont(None, 48)

        # 生成當前得分、最高得分、當前等級和當前剩余的飛船數
        self.prep_score()
        self.prep_high_score()
        self.prep_level()
        self.prep_ships()

    def prep_score(self):
        """將得分轉換為圖片"""
        rounded_score = round(self.stats.score, -1)
        # 在得分中插入逗號
        score_str = "{:,}".format(rounded_score)
        self.score_image = self.font.render(score_str, True, self.text_color,
                                            self.ai_settings.bg_color)

        # 將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):
        """將最高得分轉化為圖像"""
        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)

        # 將最高得分放在屏幕頂部中央
        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):
        """將等級轉化為圖像"""
        self.level_image = self.font.render(str(self.stats.level), True, self.text_color,
                                            self.ai_settings.bg_color)

        # 將等級放在得分下方
        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):
        """顯示還余下多少艘飛船"""
        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):
        """在屏幕上顯示得分板"""
        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)
        # 繪制飛船
        self.ships.draw(self.screen)

設置外星人的分數，外星人分數增長的速度：

class Settings:
    def __init__(self):
        -- snip --
        # 外星人點數的提高速度
        self.score_scale = 1.5

        self.initialize_dynamic_settings()

    def initialize_dynamic_settings(self):
        -- snip --
        # 記分, 每一個外星人的分數
        self.alien_points = 50

    def increase_speed(self):
        -- snip --
        # 動態增加每個外星人的分數
        self.alien_points = int(self.alien_points * self.score_scale)

在GameStats中設置一個用于記錄最高分的屬性，也正因此，應該將它放在構造函數中，它只會變大，在沒有重新運行游戲前，它不會被重置為0；在reset_stats()方法中，初始化score和level兩個屬性，這兩個屬性每點一次Play按鈕都會被重置。對于level這個屬性，每消滅一批艦隊，level就加1.

class GameStats:
    def __init__(self, ai_settings):
        -- snip --
        # 在任何情況下都不應重置最高得分
        self.high_score = 0

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

-- snip --
from scoreboard import Scoreboard

def run_game():
    -- snip --
    # 創建計分板
    score = Scoreboard(ai_settings, screen, stats)

    # 開始游戲的主循環
    while True:
        # 添加score參數
        gf.check_events(ai_settings, screen, ship, bullets, stats, play_button,
                        aliens, score)

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

從上面的注釋可以看出，我們生成了一個計分板的實例score；game_functions.py中的四個函數都要添加score參數，換句話說，這四個函數都要修改，下面我們逐一修改這四個函數。

有幾個函數只需要在參數列表中增加score參數：

# 增加score參數
def check_events(ai_settings, screen, ship, bullets, stats, play_button, aliens, score):
    for event in pygame.event.get():
        -- snip --
        elif event.type == pygame.MOUSEBUTTONDOWN:
            mouse_x, mouse_y = pygame.mouse.get_pos()
            # 增加score參數, 該函數有所改動
            check_play_button(stats, play_button, mouse_x, mouse_y, ai_settings,
                              screen, ship, aliens, bullets, score)

# 增加score參數
def update_bullets(bullets, aliens, ship, screen, ai_settings, stats, score):
    -- snip --
    # 增加score參數，該函數有所改動
    check_bullet_alien_collisions(ai_settings, screen, ship, aliens, bullets, stats, score)

# 增加score參數
def update_aliens(ai_settings, aliens, ship, screen, bullets, stats, score):
    -- snip --
    if pygame.sprite.spritecollideany(ship, aliens):
        # 增加score參數，該函數有所改動
        ship_hit(ai_settings, stats, screen, ship, aliens, bullets, score)
    # 增加score參數，該函數有所改動
    check_aliens_bottom(ai_settings, stats, screen, ship, aliens, bullets, score)

# 增加score參數，該函數有所改動
def update_screen(ai_settings, screen, ship, bullets, aliens, stats, play_button, score):
    -- snip --
    aliens.draw(screen)
    # 在if語句前面添加繪制計分板的代碼
    # 顯示得分
    score.show_score()

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

接下來是改動較多的函數。

# 添加了score參數
def check_play_button(stats, play_button, mouse_x, mouse_y, ai_settings, screen,
                      ship, aliens, bullets, score):
    """在玩家單機Play按鈕時開始新游戲"""
    if play_button.rect.collidepoint(mouse_x,
                                     mouse_y) and not stats.game_active:
        -- snip --
        stats.game_active = True  # 這一句不是新增的
        
        # 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彈列表
        -- snip --

首先參數列表添加了score參數，if判斷中還添加了四行生成計分板的代碼。之所以這里要添加這四行代碼，其實是為了當你重新開始（也就是第二次及以后點擊Play按鈕）游戲時，計分板能正確顯示。

當第一運行游戲時，沒有這四行也能正確顯示計分板。但是從第二次點擊Play開始，如果沒有這四行，游戲的各個參數雖然更新了（通過check_play_button()中的各種重置函數得到了更新），可這些更新還沒有讓記分板中這四個參數的圖像得到重新繪制，即屬性的更新沒有自動觸發score的這四個函數。所以顯示會不正確，因此必須在這里添加這四行代碼。

# 增加了score參數
def update_screen(ai_settings, screen, ship, bullets, aliens, stats, play_button, score):
    -- snip --
    # 增加顯示得分的代碼
    score.show_score()

    if not stats.game_active:
        -- snip --

這倆函數只是增加參數而已。

# 增加了score參數
def update_bullets(bullets, aliens, ship, screen, ai_settings, stats, score):
    -- snip --
    # 增加了score參數, 函數有改動
    check_bullet_alien_collisions(ai_settings, screen, ship, aliens, bullets, stats, score)

# 增加了score參數
def update_aliens(ai_settings, aliens, ship, screen, bullets, stats, score):
    -- snip --
    # 檢測外星人和飛船之間的碰撞
    if pygame.sprite.spritecollideany(ship, aliens):
        # 增加了score參數, 函數有改動
        ship_hit(ai_settings, stats, screen, ship, aliens, bullets, score)
    # 增加了score參數
    check_aliens_bottom(ai_settings, stats, screen, ship, aliens, bullets, score)

check_aliens_bottom()內也變化也不大，該函數的變化不再以代碼的形式多帶帶列出：

該函數增加了一個score參數，它內部調用了ship_hit()函數，為這個調用也增加score參數。這就是全部變化。

# 增加了score參數
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)
            # 其實這里可以將其放到for循環之外，應為并不能立刻就呈現分數變化
            # 要等到主程序中的update_screen()中才能呈現
            score.prep_score()
        # 該函數是新增的
        check_high_score(stats, score)

    if len(aliens) == 0:
        # 刪除現有的子彈并創建新的艦隊
        bullets.empty()
        ai_settings.increase_speed()

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

        create_fleet(ai_settings, screen, ship, aliens)

首先我們增加了一個判斷語句，用于根據消滅的外星人來增加分數，由于有可能一顆子彈打到多個外星人但只算了一個外星人的分數，所有用循環來確保消滅掉的每一個外星人都得到了統計。collisions是一個字典，這里子彈是鍵，該子彈消滅的外星人對象為值（是個列表）。

我們還新增了一個更新最高積分的函數check_high_score()，它的代碼如下：

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

第二個if中，添加了增加等級的語句，緊跟著的是重新在計分板中繪制等級圖像。

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

        # 更新記分牌
        score.prep_ships()
        # 清空外星人列表和子彈列表
        -- snip --

至此所有的添加都已經結束，下圖是游戲的最終效果：

Python小游戲告一段落，一共三篇文章。本文中講述了：

如何創建用于開始新游戲的Play按鈕；

如何檢測鼠標點擊事件；

如何在游戲處于活動狀態時隱藏光標；

如何隨游戲的進行調整節奏；

如何實現記分系統；

以及如何以文本和非文本方式顯示信息。

后三篇文章將是使用Python來進行數據統計分析、繪圖等內容。

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