摘要：和標志，用于表示飛船是否正在移動，用于實現飛船在不松開按鍵下連續移動。重寫了函數，用于繪制飛船模塊該模塊主要是集中處理游戲中發生的各種事件。函數用于監聽游戲的事件，比如，它表示游戲推出事件和分別表示鍵盤按下與松開事件。

《Python編程：從入門到實踐》筆記。
本章主要學習如何使用pygame編寫一個簡單的小飛機打外星人的游戲，由于本人對用python寫游戲并不是特別感興趣，所以主要是看代碼的構建和一些編程規范，代碼會有所簡略。

Python標準庫中并沒有自帶pygame模塊，所以需要自行安裝，可以在控制臺（Windows下是cmd）上使用命令行安裝：pip install pygame。如果你是用的PyCharm，也可以在設置中安裝：

點擊右邊的加號，在彈出的窗口中輸入pygame，然后安裝即可。

該項目中需要使用一些書中的圖片，這些圖片都可以在 http://www.ituring.com.cn/boo... 中下載到。

首先需要新建一個項目，筆者取名為“alien_invasion”，并在該項目的根目錄下新建一個images文件夾，用于存放項目中用到的圖片。在本節中，我們將先創建4個文件：

alien_invasion.py：游戲主程序

settings.py：游戲的配置文件

game_functions.py：存放游戲的控制函數，比如響應鼠標、鍵盤等

ship.py：飛船類

該模塊經過重構后的代碼如下：

import pygame

import game_functions as gf
from settings import Settings
from ship import Ship

def run_game():
    # 初始化游戲并創建一個屏幕對象
    pygame.init()   # 初始化背景設置，讓pygame能正常工作
    ai_settings = Settings()  # 實例化一個游戲配置類
    # 返回一個游戲窗口
    screen = pygame.display.set_mode(
        (ai_settings.screen_width, ai_settings.screen_height))
    pygame.display.set_caption("Alien Invasion")   # 給這個游戲窗口設置一個標題

    ship = Ship(ai_settings, screen)   # 實例化一個飛船類，傳入了參數ai_settings和屏幕對象screen

    # 開始游戲的主循環
    while True:
        gf.check_events(ship)  # 用于響應游戲事件
        ship.update()   # 更新飛船狀態
        gf.update_screen(ai_settings, screen, ship)  # 重繪screen

run_game()

①代碼第1行導入pygame模塊，它包含開發游戲所需的基本功能；

②代碼3到5行導入的是自行編寫且經過重構的模塊；

③第9行代碼執行游戲的初始化工作，比如初始化游戲背景等；

④第10行實例化一個游戲配置類，用于配置游戲參數，該類的具體實現見本篇后面的內容；

⑤代碼第12-13行用于生成一個名為screen的顯示窗口，長寬從配置對象ai_settings中讀出；display.set_mode()返回的是一個surface，在pygame中，surface是屏幕的一部分，用于顯示游戲元素，這里的screen表示的是整個游戲窗口。我們激活游戲的循環后，每經過一次循環pygame都將重繪這個screen。

⑥代碼第20行的check_events()函數用于響應游戲中發生的時間，比如鼠標，鍵盤，關閉窗口等。

⑦代碼第21行用于更新飛船的信息，如飛船位置

⑧最后一行用于啟動游戲，即初始化游戲，并開始主循環。

該文件主要是游戲的配置信息，存放游戲的各種參數。

class Settings:
    """存儲《外星人入侵》的所有設置的類"""

    def __init__(self):
        """初始化游戲的設置"""
        # 屏幕設置
        self.screen_width = 1200   # 游戲窗口寬度
        self.screen_height = 800   # 游戲窗口高度
        self.bg_color = (230, 230, 230)  # 游戲背景顏色
        self.ship_speed_factor = 1.5  # 飛船的移動速度

這里故意將飛船的速度設置為浮點數，也可以是整數。在設置游戲元素的位置時，如果直接使用浮點數，則只會截取整數部分。

該模塊描述了一個飛船類的基本內容：

import pygame

class Ship:
    def __init__(self, ai_settings, screen):
        """初始化飛機并設置其初始位置"""
        self.screen = screen
        self.ai_settings = ai_settings

        # 加載飛機圖片并獲取其外接矩形
        self.image = pygame.image.load("images/ship.bmp")
        self.rect = self.image.get_rect()
        self.screen_rect = screen.get_rect()

        # 將每艘新飛船放在屏幕底部中央
        self.rect.centerx = self.screen_rect.centerx
        self.rect.bottom = self.screen_rect.bottom

        # 自定義一個能存儲浮點數的臨時變量,x坐標
        self.center = float(self.rect.centerx)
        
        # 標志，用于表示是否正在向某個方向移動
        self.moving_right = False
        self.moving_left = False

    def update(self):
        """根據移動標志調整飛船的位置"""
        if self.moving_right and self.rect.right < self.screen_rect.right:
            self.center += self.ai_settings.ship_speed_factor
        if self.moving_left and self.rect.left > 0:
            self.center -= self.ai_settings.ship_speed_factor

        # 用臨時變量更新rect的centerx，截取截取整數部分
        self.rect.centerx = self.center

    def blitme(self):
        """在指定位置繪制飛船"""
        self.screen.blit(self.image, self.rect)

①__init__()中的self.center屬性，代碼將self.rect.centerx即飛船的中心x坐標轉換成浮點數，并將其存儲在self.center中。之所以轉換成浮點數，是因為在settings.py文件中，我們將飛船移動速度設置成了浮點數。

②self.moving_right和self.moving_left標志，用于表示飛船是否正在移動，用于實現飛船在不松開按鍵下連續移動。

③udpate()方法，用于增減飛船的中心位置x坐標（因為飛船只能在底部移動，所以不用改y坐標），并防止飛船移動出游戲窗口。

④重寫了blitme()函數，用于繪制飛船

該模塊主要是集中處理游戲中發生的各種事件。

import sys
import pygame

def check_keydown_event(event, ship):
    """響應按下按鍵"""
    if event.key == pygame.K_RIGHT:
        ship.moving_right = True
    if event.key == pygame.K_LEFT:
        ship.moving_left = True

def check_keyup_event(event, ship):
    """響應松開按鍵"""
    if event.key == pygame.K_RIGHT:
        ship.moving_right = False
    if event.key == pygame.K_LEFT:
        ship.moving_left = False

def check_events(ship):
    """響應按鍵和鼠標事件"""
    for event in pygame.event.get():
        if event.type == pygame.QUIT:
            sys.exit()
        elif event.type == pygame.KEYDOWN:
            check_keydown_event(event, ship)

        elif event.type == pygame.KEYUP:
            check_keyup_event(event, ship)

def update_screen(ai_settings, screen, ship):
    """更新屏幕上的圖像，并切換到新屏幕"""
    # 每次循環時都重繪屏幕
    screen.fill(ai_settings.bg_color)
    ship.blitme()

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

①在pygame中，用K_RIGHT，K_LEFT表示方向按鍵，其實鍵盤上每個鍵在pygame中都有所對于，以K_開頭。check_keydown_event()函數和check_keyup_event()函數都是對下面的check_event()的進一步簡化，這兩個函數的代碼均可以放在check_event()中，但這樣代碼將會很臃腫，結構不清晰。

②check_event()函數用于監聽游戲的事件，比如pygame.QUIT，它表示游戲推出事件；pygame.KEYDOWN和pygame.KEYUP分別表示鍵盤按下與松開事件。本次大循環中（外層的while循環）發生的所有事件都存儲在pygame.event中，我們使用get()方法獲得這些事件。

③在update_screen()函數中，我們使用screen的fill()方法填充窗體的背景色，調用blitme()方法來在窗體中繪制飛船，最后，調用pygame.display.flip()方法讓最近的繪制在窗體中可見。

現在我們運行alien_invasion.py文件，我們將得到如下窗體：

目前功能還比較簡單，只能實現飛船的左右移動。

為了添加射擊功能，需要先添加一個子彈類。

import pygame
from pygame.sprite import Sprite

class Bullet(Sprite):  # 使用精靈
    """一個對飛船發射的子彈進行管理的類"""

    def __init__(self, ai_settings, screen, ship):
        """在飛船所處的位置創建一個子彈對象"""
        super(Bullet, self).__init__()
        self.screen = screen

        # 在（0,0）處創建一個表示子彈的矩形，再設置正確的位置
        self.rect = pygame.Rect(0, 0, ai_settings.bullet_width,
                                ai_settings.bullet_height)
        self.rect.centerx = ship.rect.centerx   # 從飛機的中央位置射出
        self.rect.top = ship.rect.top           # 從飛機的頂部射出

        # 存儲用浮點數表示的子彈位置，因為子彈只在y軸上運動，所以不需要x坐標
        self.y = float(self.rect.y)

        self.color = ai_settings.bullet_color   # 子彈顏色
        self.speed_factor = ai_settings.bullet_speed_factor   # 子彈速度

    def update(self):
        """向上移動子彈"""
        # 更新表示子彈位置的浮點數值
        self.y -= self.speed_factor
        # 更新表示子彈的rect的位置
        self.rect.y = self.y

    def draw_bullet(self):
        """在屏幕上繪制子彈"""
        pygame.draw.rect(self.screen, self.color, self.rect)

首先我們需要導入pygame模塊以及其中的Sprite類（直譯的話叫做“精靈類”，然而這名字叫的真的很尷尬），它可以讓我們在后面方便批量處理相同類型的同一操作，子彈類繼承自Sprite類。該子彈類并沒有使用圖片，而是直接在screen上繪制矩形用于表示子彈。update()方法用于更新子彈的位置。pygame.draw.rect()用于在screen上繪制子彈。

在該模塊中添加子彈類的參數：

class Settings:
    def __init__(self):
        -- snip --
        # 子彈設置
        self.bullet_speed_factor = 1
        self.bullet_width = 3
        self.bullet_height = 15
        self.bullet_color = 60, 60, 60
        # 表示窗口中最多允許存在的子彈數，當然你也可以將其去掉
        self.bullets_allowed = 3   

游戲中我們按空格鍵發射子彈，并發射子彈的過程多帶帶寫在一個函數fire_bullet()中。為了響應空格鍵，需要修改check_event()函數和check_keydown_event()函數，前者只修改了參數，后者在判斷結構中添加了一個判斷。有了子彈類，那我們還需要在screen中繪制子彈，所以還需要修改update_screen()函數，而子彈自身信息（比如子彈的移動）的修改則放在了一個新的函數update_bullets()中。

import sys
import pygame
from Bullet import Bullet

# 新增函數！
def fire_bullet(ai_settings, screen, ship, bullets):
    """如果還沒有到達限制，就發射一顆子彈"""
    # 創建新子彈，并將其加入到編組bullets中
    # 如果你想讓飛船能無限發射子彈，可以將判斷語句刪除
    if len(bullets) < ai_settings.bullets_allowed:
        new_bullet = Bullet(ai_settings, screen, ship)
        bullets.add(new_bullet)

# 修改了參數！
def check_keydown_event(event, ship, ai_settings, screen, bullets):
    -- snip --
    # 按空格鍵發射子彈
    elif event.key == pygame.K_SPACE:
        fire_bullet(ai_settings, screen, ship, bullets)

# 修改了參數！
def check_events(ai_settings, screen, ship, bullets):
    """響應按鍵和鼠標事件"""
    for event in pygame.event.get():
        -- snip -- 
        elif event.type == pygame.KEYDOWN:
            # 增加了參數
            check_keydown_event(event, ship, ai_settings, screen, bullets)
        -- snip --

# 修改了函數！
def update_screen(ai_settings, screen, ship, bullets):
    -- snip --
    # 繪制子彈
    for bullet in bullets.sprites():
        bullet.draw_bullet()
    -- snip --

# 新增函數
def update_bullets(bullets):
    """更新子彈的位置，并刪除已消失的子彈"""
    # 更新子彈的位置
    # bullets是個Group對象，調用一次update()就會調用其中所有Sprite對象的update()
    # 相當于你不用自己寫for循環了
    bullets.update()

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

當子彈從窗口中消失時，它并沒有從內存中消失，如果對于已經從屏幕中消失的子彈不做處理的話，時間一長，子彈數一多，光子彈一項的內存占用就會越來越多（土豪請忽略），雖然只是線性增長，但作為一個合格的程序員，應該避免這種無謂的浪費。

最后，我們修改主程序，在其中添加一個pygame.sprite中的Group對象用于表示子彈集合，以及對該對象的操作代碼。

import pygame
from pygame.sprite import Group   # 導入一個新類

import game_functions as gf
from settings import Settings
from ship import Ship

def run_game():
    -- snip --
    bullets = Group()

    # 開始游戲的主循環
    while True:
        gf.check_events(ai_settings, screen, ship, bullets)
        ship.update()
        gf.update_bullets(bullets)
        gf.update_screen(ai_settings, screen, ship, bullets)

以下是運行截圖：

自此，我們創建了一個能開火的小飛機，在下一篇文章中我們將向其中添加外星人。

本篇中的代碼都是經過了重構后的代碼，但是，當我們自己在編程時，如果對某一框架還是小白，搞不清楚該如何組織代碼，那就把所有代碼都寫在一個或幾個文件里（雖然這種習慣很不好），也暫時不用考慮代碼結構之類的問題，因為你的任務是造東西，而不是寫漂亮代碼，用精巧結構，用別人沒看過的語法。兩者能兼備當然更好，但每個人都有當小白的時期，有一定熟練度后，再來考慮代碼重構的問題。

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