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【第十一周】Python的项目笔记01

网友: 技术文档 2025-09-02 19:13:37

目录

  • 摘要
  • Abstract
  • 一、外星人入侵
    • 1、 规划项目
    • 2、安装Pygame
      • 2.1、创建Pygame窗口及相应用户输入
      • 2.2、控制帧率
      • 2.3、设置背景色
      • 3.4、创建Settings类
      • 2.4、添加飞船图像
        • 2.4.1、创建Ship类
      • 2.4.2、在屏幕上绘制飞船
  • 总结

摘要

本周主要是对项目外星人入侵的一个简单的了解，以及一些前期工作，首先需要安装pygame，并且创建了窗口以及用户输入的响应程序，之后控制了帧率以及设置了背景色，在之后，将会对代码进行优化，将一些背景、窗口的参数单独优化成一个大类，这样既简化了程序，易于他人看懂，又能在需要修改的时候，只需修改大类中的参数即可达到全局修改的效果

Abstract

This week I started learning about the Alien Invasion project and did some preparation work. First I installed pygame and created a game window that can respond to user input, then I learned to control the frame rate and set background color. Next I will optimize the code by putting background and window settings into a separate class, which will make the program simpler and easier to understand, and when I need to make changes, I just have to modify the parameters in that class to update the whole program.

一、外星人入侵

这是Python开发式项目的第一个项目，名叫外星人入侵，将使用pygame包开发一款2D游戏，他在玩家每消灭一个向下移动的外星舰队后，让玩家提高一个等级。等级越高，游戏节奏越快，难度越大。

1、 规划项目

在开发大型项目时，先制定好规划再动手编写代码很重要。规划可确保不偏离轨道，提高项目成功的可能性。

下面来为游戏《外星人入侵》编写大概的玩法说明，其中虽然没有涵盖这款游戏的所有细节，但能让你清楚地直到该如何动手开发它：

在游戏《外星人入侵》种，玩家控制着一艘最初出现在屏幕底部中央的武装飞船。玩家可以使用方向
键左右移动飞船，使用空格进行射击。当游戏开始时，一个外星舰队出现在天空种，并向屏幕下方移
动。玩家的任务是消灭这些外星人。玩家将外星人消灭干净后，将出现一个新的外星舰队，其移动速
度更块。只要有外星人撞到玩家的飞船或者到达屏幕下边缘，玩家损失一艘飞船。玩家损失三艘飞船后，游戏结束。

2、安装Pygame

开始写程序前，需要安装Pygame。这里像之前安装pytest那样安装Pyagme——使用pip。

通过如下终端命令即可安装Pygame：

python -m pip install --user pygame

2.1、创建Pygame窗口及相应用户输入

下面创建一个表示游戏的类，以创建空的Pygame窗口。在文本编辑器中新建一个文件，再在其中输入如下代码

import sysimport pygameclass AlienInvasion: def __init__(self): #初始化游戏并创建游戏资源 pygame.init() self.screen = pygame.display.set_mode((1200,800)) pygame.display.set_caption(\"外星人入侵\") def run_game(self): #开始游戏的主循环 while True: for event in pygame.event.get(): if event.type == pygame.QUIT:  sys.exit() #让最近绘制的屏幕可见 pygame.display.flip() if __name__ == \'__main__\': #创建游戏并实例运行游戏 ai = AlienInvasion() ai.run_game()

为开发游戏《外星人入侵》，首先创建一个名为AlienInvasion的类，在这个类_init_()
方法中，调用pygame.init()函数来初始化背景，让Pygame能够正确地工作。然后调用pygame.display.set_mode()创建一个显示窗口，这个游戏的所有图形元素都将在其中绘制。实参(1200, 800)是一个元组，指定了游戏窗口的尺寸——宽1200像素、高800像素（你可以根据自己显示器的尺寸进行调整）。将这个显示窗口赋给属性self.screen，让这个类的所有方法都能够使用它。

赋给属性self.screen的对象是一个surface。在Pygame中，surface是屏幕的一部分，用于显示游戏元素。这个游戏中，每个元素（如外星人或飞船）都是一个surface。display.set_mode()返回的surface表示整个游戏窗口，激活游戏的动画循环后，每经过一次循环都将自动重绘这个surface,将用户输入触发的所有变化都反映出来。

这个游戏由run_game（）方法控制。该方法包含一个不断运行的while循环，而这个循环包含了一个事件循环以及管理屏幕更新的代码。事件是用户玩游戏时执行的操作。

我们使用P有game.event.get（）函数来访问Pygame检测的事件，这个函数返回一个列表，其中包含它在上一次调用后发生的所有事件。所有键盘和鼠标事件都将导致这个for循环运行。在这个循环中，我们将编写一系列if语句来检测并相应特定的事件。例如，当玩家点击窗口的关闭按钮时，将检测到pygame.QUIT事件，进而调用sys。exit（）来退出游戏。

pyame.display.flip（），命令pygame让最近绘制的屏幕可见，在之后的程序中，我们会加入让飞船移动的代码，这样我们需要时刻重绘屏幕，让飞船的持续移动体现在屏幕的刷新上，虽然是重新绘制，但好在绘制的速度很快，在用户眼里，飞船就是在持续移动的。

在这个文件末尾，创建一个游戏实例并调用run_game()。这些代码被放在一个if代码块中，仅当直接运行该文件时，创建一个游戏实例，并调用run_game()。

2.2、控制帧率

理想情况下，游戏在所有系统中都应该以相同的速度运行。对于可在多种系统中运行的游戏，控制帧率是一个复杂的问题，好在Pygame提供了一种相对简单的方式来达成这个目标。我们将创建一个时钟，并确保他在主循环每次通过后都进行计时。当这个循环的通过速度超过我们定义的帧率时，Pygame会计算需要暂停多少时间，以便游戏的运行速度保持一致。

我们在__init__()方法中定义这个时钟：

def __init__(self):#初始化游戏并创建游戏资源pygame.init()self.clock = pygame.time.Clock()--snip--

初始化pygame后，创建pygame.time模块中的Clock类的一个实例，然后在run_game()的while循环末尾让这个时钟进行计时：

def run_game(self): #开始游戏的主循环 while True: for event in pygame.event.get(): if event.type == pygame.QUIT:  sys.exit() #让最近绘制的屏幕可见 pygame.display.flip() self.clock.tick(60)

tick（）方法接受一个参数：游戏的帧率。

2.3、设置背景色

Pygame默认创建一个黑色屏幕，下面在__init__()方法末尾将背景设置为另外一种颜色：

 def __init__(self): #初始化游戏并创建游戏资源 pygame.init() self.clock = pygame.time.Clock() self.screen = pygame.display.set_mode((1200,800)) pygame.display.set_caption(\"外星人入侵\") #设置背景色 self.bg_color = (230, 230, 230)
 #每次循环都重绘屏幕 self.screen.fill(self.bg_color)  #让最近绘制的屏幕可见 pygame.display.flip() self.clock.tick(60)

3.4、创建Settings类

每次给游戏添加新功能时，通常会引入一些新设置。下面来编写一个名为settings的模块，其中包含一个名为Settings的类，用于将所有设置都存储在一个地方，以免在代码中到处添加设置。这样，每当需要访问设置时，只需只用一个settings对象。在项目规模增大时，这还让游戏的外观和行为修改起来更加容易。

class Settings: def __init__(self): #初始化游戏的设置 #屏幕设置 self.screen_width = 1200 self.screen_height = 800 self.bg_color = (230, 230, 230)

为了能在项目中创建Settings实例，并使用它来访问设置:

class AlienInvasion: def __init__(self): #初始化游戏并创建游戏资源 pygame.init() self.clock = pygame.time.Clock() self.settings = Settings() self.screen = pygame.display.set_mode((self.settings.screen_width,self.settings.screen_height)) pygame.display.set_caption(\"外星人入侵\") #设置背景色 self.bg_color = (230, 230, 230)
 #每次循环都重绘屏幕 self.screen.fill(self.settings.bg_color)

2.4、添加飞船图像

这里使用的是教材上已获得许可的图像，注意，在为游戏选择素材时，务必注意是否有版权许可。最安全、成本最低的方式是使用OpenGameArt等网站提供的免费图形，这些素材无须授权许可即可使用和修改。

2.4.1、创建Ship类

选择好用于表示飞船的图像后，需要将其显示到屏幕上。我们创建一个名为ship的模块，其中包含Ship类，负责管理飞船的大部分行为：

import pygameclass Ship: def __init__(self, ai_game): self.screen = ai_game.screen self.screen_rect = ai_game.screen.get_rect() self.image = pygame.image.load(\'C:\\Users\\zyk\\Desktop\\front - end - prcitse\\python联系\\lianxi\\ship.bmp\') self.rect = self.image.get_rect() self.rect.midbottom = self.screen_rect.midbottom def blitme(self): self.screen.blit(self.image, self.rect)

定义这个类之前，导入模块pygame。Ship的__init__()方法接受了两个参数：除了self引用，还有一个指向当前AlienInvasion中定义的所有游戏资源。将屏幕赋给Ship的一个属性，这样可在这个类的所有i方法中轻松地访问它。使用get_rect()方法访问屏幕的rect属性，并将其赋给self.screen_rect,这让我们能够将飞船放到屏幕的正确位置上。

为了加载图像，我们调用pygame.image.load(),并将飞船的图像的位置传递给它。这个函数返回一个表示飞船的surface，而我们将这个surface赋给了self.image。加载图像后，调用get_rect()获取相应surface的属性rect，以便将来使用它来指定飞船的位置。

在处理rect对象时，可使用矩形的四个角及中心的x坐标和y坐标，通过设置这些值来指定矩形的位置。如果要将游戏元素居中，可设置相应rect对象的属性center、centerx或centery；要让游戏元素与屏幕边缘对齐，可设置属性top、bottom、left、或right。除此之外，还有一些组合属性，比如midbottom、midtop、midleft和midright。要调整游戏元素的水平或垂直位置，可使用属性x和y，它们分别是相应矩形左下角的x坐标和y坐标。这些属性让你无需去做游戏开发人员本需要手动完成的计算，因此很常用。

2.4.2、在屏幕上绘制飞船

下面更新主程序，创建一艘飞船并调用其方法blitme()：

import sysimport pygamefrom settings import Settingsfrom ship import Shipclass AlienInvasion: def __init__(self): #初始化游戏并创建游戏资源 pygame.init() self.clock = pygame.time.Clock() self.settings = Settings() self.screen = pygame.display.set_mode((self.settings.screen_width,self.settings.screen_height)) pygame.display.set_caption(\"外星人入侵\") self.ship = Ship(self) #设置背景色 self.bg_color = (230, 230, 230) def run_game(self): #开始游戏的主循环 while True: for event in pygame.event.get(): if event.type == pygame.QUIT:  sys.exit() #每次循环都重绘屏幕 self.screen.fill(self.settings.bg_color)  self.ship.blitme()  #让最近绘制的屏幕可见 pygame.display.flip() self.clock.tick(60) if __name__ == \'__main__\': #创建游戏并实例运行游戏 ai = AlienInvasion() ai.run_game()

我们导入Ship类，并在创建屏幕后创建一个Ship实例。在调用Ship（）时，必须提供一个参数：一个AlienInvasion实例。在这里，self指向的是当前的AlienInvasion实例。这个参数让Ship能够访问游戏资源，如对象screen。我们将这个Ship实例赋给了self.ship。

填充背景后，调用ship.blieme()将飞船绘制到屏幕上，确保它出现在背景的前面。

现在运行该程序，我们将看到飞船位于游戏屏幕底部的中央：
【第十一周】Python的项目笔记01

总结

本周的学习，主要是了解pygame的用途，学习了如何创建一个新的pygame的项目，如何调整屏幕的大小以及屏幕的帧率，创建了一个飞船的实例，了解了pygame中坐标的相关知识，之后将飞船镶嵌到我们之前设定的屏幕中，在下一周的学习中，我们将会理解如何让飞船进行移动，达到我们想要的结果。

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