[游戏开发]第十三章 外星人来了

13.1 项目回顾

1. 创建一个外星人，根据第一个外星人创建更多的外星人
2. 外星人向下移动，直到外星人被击落
3. 外星人到达屏幕底部或撞到飞船，销毁飞船并重新开始
4. 限制玩家飞船可以使用的数量

13.2 创建第一个外星人

找到一个表示外星人的位图，格式推荐为 .bmp
（图床图片为.png，建议改为.bmp格式）

13.2.1 创建 Alien 类

创建一个 alien.py ，用来管理外星人

# ailen.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

        # 加载外星人图像并设置成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

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

13.2.2 创建Alien实例

让第一个外星人出现在屏幕上，需要创建一个Alien实例，需要创建一个辅助方法，_creat_fleet()，并把初始化放在 AlienInvasion 类的方法 _ _ init _ _()末尾

注：在类中，方法的排列顺序无关紧要

在 alien_invasion.py 进行以下修改：

1. 导如Alien类
2. 修改 _ _ init _ _()
3. 创建 _creat_fleet()辅助方法
4. 在_update_screen()中调用draw()

# alien_invasion.py
import sys
import pygame

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

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()  # 初始化背景设置
        self.settings = Settings() # 创建一个settings 实例

        # 独立窗口模式
        self.screen = pygame.display.set_mode((self.settings.screen_width, self.settings.screen_height)) # 创建一个显示窗口，并赋值给 self.screen

        # 全屏模式
        '''
        self.screen = pygame.display.set_mode((0,0), pygame.FULLSCREEN)
        self.settings.screen_width = self.screen.get_rect().width
        self.settings.screen_height = self.screen.get_rect().height'''

        pygame.display.set_caption("Alien Invasion") #窗口显示标题
        self.ship = Ship(self)
        self.bullets = pygame.sprite.Group()
        self.aliens = pygame.sprite.Group()

        self._creat_fleet()

    def run_game(self):
        '''开始游戏的主循环'''
        while True:
            self._check_event()  # 监控键盘和鼠标事件
            self.ship.update() # 飞船的位置信息更新
            self._update_bullets() # 更新子弹信息并删除消失的子弹
            self._update_screen()  # 更新屏幕上的图像，并更新到新屏幕

            # 显示最近绘制的屏幕
            pygame.display.flip()


    def _creat_fleet(self):
        '''创建外星人群'''
        alien = Alien(self) # 创建一个外星人
        self.aliens.add(alien)

    def _update_bullets(self):
        '''更新子弹的位置并删除消失的子弹'''
        self.bullets.update()  # 子弹的位置更新
        # 删除消失的子弹
        for bullet in self.bullets.copy():
            if bullet.rect.bottom <= 0:
                self.bullets.remove(bullet)
        # print(len(self.bullets)) 验证子弹消失代码，在终端窗口观察

    def _check_event(self):
        # 监控键盘和鼠标事件
        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)

    # 响应按键
    def _check_keydown_events(self, event):
        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_q:
            sys.exit()
        elif event.key == pygame.K_SPACE:
            self._fire_bullet()

    # 响应松开按键
    def _check_keyup_events(self, event):
        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，并加入编组bullets中'''
        if len(self.bullets) < self.settings.bullet_allowed:
            new_bullet = Bullet(self)
            self.bullets.add(new_bullet)

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


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

执行效果如下图：

13.3 创建一群外星人

要绘制一群外星人，要确定一行可以容纳多少个外星人

13.3.1 确定一行可容纳多少个外星人

计算可使用宽度

available_space_x = settings.screen_width - (2 * alien_width)
# 行可用空间 = 屏幕宽度 - 2倍的外星人宽度（做为左右两边间隙）

计算一行可容纳外星人个数（整数）

number_aliens_x = available_space_x // (2 * alien_width)
# 一行容纳外星人个数 = 行可用空间 // 2倍的外星人宽度

13.3.2 创建一行外星人

重写_creat_fleet()方法，使其创建一行外星人

# alien_invasion.py
import sys
import pygame

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

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()  # 初始化背景设置
        self.settings = Settings() # 创建一个settings 实例

        # 独立窗口模式
        self.screen = pygame.display.set_mode((self.settings.screen_width, self.settings.screen_height)) # 创建一个显示窗口，并赋值给 self.screen

        # 全屏模式
        '''
        self.screen = pygame.display.set_mode((0,0), pygame.FULLSCREEN)
        self.settings.screen_width = self.screen.get_rect().width
        self.settings.screen_height = self.screen.get_rect().height'''

        pygame.display.set_caption("Alien Invasion") #窗口显示标题
        self.ship = Ship(self)
        self.bullets = pygame.sprite.Group()
        self.aliens = pygame.sprite.Group()

        self._creat_fleet()

    def run_game(self):
        '''开始游戏的主循环'''
        while True:
            self._check_event()  # 监控键盘和鼠标事件
            self.ship.update() # 飞船的位置信息更新
            self._update_bullets() # 更新子弹信息并删除消失的子弹
            self._update_screen()  # 更新屏幕上的图像，并更新到新屏幕

            # 显示最近绘制的屏幕
            pygame.display.flip()


    def _creat_fleet(self):
        '''创建外星人群'''
        alien = Alien(self) # 创建一个外星人
        alien_width = alien.rect.width
        available_space_x = self.settings.screen_width - (2 * alien_width)
        number_aliens_x = available_space_x // (2 * alien_width)

        # 创建一行外星人
        for alien_number in range(number_aliens_x+1): # 此处与书上参数有出入，+1
            alien = Alien(self)
            alien.x = alien_width + 2 * alien_width * alien_number
            alien.rect.x = alien.x
            self.aliens.add(alien)

    def _update_bullets(self):
        '''更新子弹的位置并删除消失的子弹'''
        self.bullets.update()  # 子弹的位置更新
        # 删除消失的子弹
        for bullet in self.bullets.copy():
            if bullet.rect.bottom <= 0:
                self.bullets.remove(bullet)
        # print(len(self.bullets)) 验证子弹消失代码，在终端窗口观察

    def _check_event(self):
        # 监控键盘和鼠标事件
        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)

    # 响应按键
    def _check_keydown_events(self, event):
        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_q:
            sys.exit()
        elif event.key == pygame.K_SPACE:
            self._fire_bullet()

    # 响应松开按键
    def _check_keyup_events(self, event):
        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，并加入编组bullets中'''
        if len(self.bullets) < self.settings.bullet_allowed:
            new_bullet = Bullet(self)
            self.bullets.add(new_bullet)

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


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

程序执行效果如下图：

13.3.3重构_creat_fleet()

将创建外星人群的代码独立出来，创建一个新方法_creat_alien()，并在_creat_fleet()中调用它

# alien_invasion.py
import sys
import pygame

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

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()  # 初始化背景设置
        self.settings = Settings() # 创建一个settings 实例

        # 独立窗口模式
        self.screen = pygame.display.set_mode((self.settings.screen_width, self.settings.screen_height)) # 创建一个显示窗口，并赋值给 self.screen

        # 全屏模式
        '''
        self.screen = pygame.display.set_mode((0,0), pygame.FULLSCREEN)
        self.settings.screen_width = self.screen.get_rect().width
        self.settings.screen_height = self.screen.get_rect().height'''

        pygame.display.set_caption("Alien Invasion") #窗口显示标题
        self.ship = Ship(self)
        self.bullets = pygame.sprite.Group()
        self.aliens = pygame.sprite.Group()

        self._creat_fleet()

    def run_game(self):
        '''开始游戏的主循环'''
        while True:
            self._check_event()  # 监控键盘和鼠标事件
            self.ship.update() # 飞船的位置信息更新
            self._update_bullets() # 更新子弹信息并删除消失的子弹
            self._update_screen()  # 更新屏幕上的图像，并更新到新屏幕

            # 显示最近绘制的屏幕
            pygame.display.flip()


    def _creat_fleet(self):
        '''创建外星人群'''
        # 创建第一行外星人
        alien = Alien(self) # 创建一个外星人
        alien_width = alien.rect.width
        available_space_x = self.settings.screen_width - (2 * alien_width)
        number_aliens_x = available_space_x // (2 * alien_width)
        for alien_number in range(number_aliens_x+1): # 此处与书上参数有出入，+1
            self._create_alien(alien_number)

    def _create_alien(self, alien_number):
        '''创建外星人并将其放在当前行'''
        alien = Alien(self) # 创建一个外星人
        alien_width = alien.rect.width
        alien.x = alien_width + 2 * alien_width * alien_number
        alien.rect.x = alien.x
        self.aliens.add(alien)


    def _update_bullets(self):
        '''更新子弹的位置并删除消失的子弹'''
        self.bullets.update()  # 子弹的位置更新
        # 删除消失的子弹
        for bullet in self.bullets.copy():
            if bullet.rect.bottom <= 0:
                self.bullets.remove(bullet)
        # print(len(self.bullets)) 验证子弹消失代码，在终端窗口观察

    def _check_event(self):
        # 监控键盘和鼠标事件
        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)

    # 响应按键
    def _check_keydown_events(self, event):
        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_q:
            sys.exit()
        elif event.key == pygame.K_SPACE:
            self._fire_bullet()

    # 响应松开按键
    def _check_keyup_events(self, event):
        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，并加入编组bullets中'''
        if len(self.bullets) < self.settings.bullet_allowed:
            new_bullet = Bullet(self)
            self.bullets.add(new_bullet)

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


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

重构以后，执行效果与13.3.3相同

13.3.4 添加行

可创建外星人行的垂直空间：（屏幕高度-3倍的外星人高度-飞船高度）

available_space_y = settings.screen_height - (3 * alien_height) - ship_height

计算可容纳多少行外星人：（垂直可用空间 // （2 × 外星人高度））

number_rows = available_space_y // (2 * alien_height)

修改alien_invasion.py 的代码，创建多行外星人

1. 获取外星人宽、高尺寸
2. 计算屏幕可容纳多少外星人
3. 定义创建外星人群的函数，并调用

# alien_invasion.py
import sys
import pygame

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

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()  # 初始化背景设置
        self.settings = Settings() # 创建一个settings 实例

        # 独立窗口模式
        self.screen = pygame.display.set_mode((self.settings.screen_width, self.settings.screen_height)) # 创建一个显示窗口，并赋值给 self.screen

        # 全屏模式
        '''
        self.screen = pygame.display.set_mode((0,0), pygame.FULLSCREEN)
        self.settings.screen_width = self.screen.get_rect().width
        self.settings.screen_height = self.screen.get_rect().height'''

        pygame.display.set_caption("Alien Invasion") #窗口显示标题
        self.ship = Ship(self)
        self.bullets = pygame.sprite.Group()
        self.aliens = pygame.sprite.Group()

        self._creat_fleet()

    def run_game(self):
        '''开始游戏的主循环'''
        while True:
            self._check_event()  # 监控键盘和鼠标事件
            self.ship.update() # 飞船的位置信息更新
            self._update_bullets() # 更新子弹信息并删除消失的子弹
            self._update_screen()  # 更新屏幕上的图像，并更新到新屏幕

            # 显示最近绘制的屏幕
            pygame.display.flip()


    def _creat_fleet(self):
        '''创建外星人群'''
        # 创建第一行外星人
        alien = Alien(self) # 创建一个外星人
        alien_width, alien_height = alien.rect.size # 获取外星人宽、高尺寸
        alien_width = alien.rect.width
        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个外星人
        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_width)

        # 创建外星人群
        for row_number in range(number_rows):
            for alien_number in range(number_aliens_x+1): # 此处与书上参数有出入，+1
                self._create_alien(alien_number, row_number)

    def _create_alien(self, alien_number, row_number):
        '''创建外星人并将其放在当前行'''
        alien = Alien(self) # 创建一个外星人
        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)


    def _update_bullets(self):
        '''更新子弹的位置并删除消失的子弹'''
        self.bullets.update()  # 子弹的位置更新
        # 删除消失的子弹
        for bullet in self.bullets.copy():
            if bullet.rect.bottom <= 0:
                self.bullets.remove(bullet)
        # print(len(self.bullets)) 验证子弹消失代码，在终端窗口观察

    def _check_event(self):
        # 监控键盘和鼠标事件
        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)

    # 响应按键
    def _check_keydown_events(self, event):
        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_q:
            sys.exit()
        elif event.key == pygame.K_SPACE:
            self._fire_bullet()

    # 响应松开按键
    def _check_keyup_events(self, event):
        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，并加入编组bullets中'''
        if len(self.bullets) < self.settings.bullet_allowed:
            new_bullet = Bullet(self)
            self.bullets.add(new_bullet)

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


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

执行效果见下图：

13.4 让外星人移动

让外星人向右移动，撞到屏幕边缘后下移一定的量，再沿相反的方向移动，以此类推
我们将用子弹消灭外星人，或者外星人移动到屏幕底部

13.4.1 向右移动外星人

我们做如下修改：

1. 在 settings.py 中添加速度设置
2. 在 alien.py中 实现update()
3. 在 alien_invasion.py 的主循环中调用 4 中的方法
4. 在 alien_invasion.py 中创建一个新方法，管理外星人的移动

# settings.py
class Settings:
    '''存储游戏中所有设置的类'''

    def __init__(self):
        '''初始化游戏设置'''
        #设置屏幕大小和背景色
        self.screen_width = 1200
        self.screen_height = 800
        self.bg_color = (230, 230, 230)

        # 飞船设置
        self.ship_speed = 2

        # 子弹设置
        self.bullet_speed = 0.5
        self.bullet_width = 3
        self.bullet_height = 15
        self.bullet_color = (60, 60, 60)
        self.bullet_allowed = 3

        # 外星人设置
        self.alien_speed = 1.0

# ailen.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成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

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

    def update(self):
        '''向右移动外星人'''
        self.x += self.settings.alien_speed
        self.rect.x = self.x

# alien_invasion.py
import sys
import pygame

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

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()  # 初始化背景设置
        self.settings = Settings() # 创建一个settings 实例

        # 独立窗口模式
        self.screen = pygame.display.set_mode((self.settings.screen_width, self.settings.screen_height)) # 创建一个显示窗口，并赋值给 self.screen

        # 全屏模式
        '''
        self.screen = pygame.display.set_mode((0,0), pygame.FULLSCREEN)
        self.settings.screen_width = self.screen.get_rect().width
        self.settings.screen_height = self.screen.get_rect().height'''

        pygame.display.set_caption("Alien Invasion") #窗口显示标题
        self.ship = Ship(self)
        self.bullets = pygame.sprite.Group()
        self.aliens = pygame.sprite.Group()

        self._creat_fleet()

    def run_game(self):
        '''开始游戏的主循环'''
        while True:
            self._check_event()  # 监控键盘和鼠标事件
            self.ship.update() # 飞船的位置信息更新
            self._update_bullets() # 更新子弹信息并删除消失的子弹
            self._update_aliens() # 更新外星人位置
            self._update_screen()  # 更新屏幕上的图像，并更新到新屏幕

            # 显示最近绘制的屏幕
            pygame.display.flip()


    def _creat_fleet(self):
        '''创建外星人群'''
        # 创建第一行外星人
        alien = Alien(self) # 创建一个外星人
        alien_width, alien_height = alien.rect.size # 获取外星人宽、高尺寸
        alien_width = alien.rect.width
        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个外星人
        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_width)

        # 创建外星人群
        for row_number in range(number_rows):
            for alien_number in range(number_aliens_x+1): # 此处与书上参数有出入，+1
                self._create_alien(alien_number, row_number)

    def _create_alien(self, alien_number, row_number):
        '''创建外星人并将其放在当前行'''
        alien = Alien(self) # 创建一个外星人
        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)


    def _update_bullets(self):
        '''更新子弹的位置并删除消失的子弹'''
        self.bullets.update()  # 子弹的位置更新
        # 删除消失的子弹
        for bullet in self.bullets.copy():
            if bullet.rect.bottom <= 0:
                self.bullets.remove(bullet)
        # print(len(self.bullets)) 验证子弹消失代码，在终端窗口观察

    def _update_aliens(self):
        '''更新外星人群中的所有外星人位置'''
        self.aliens.update()

    def _check_event(self):
        # 监控键盘和鼠标事件
        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)

    # 响应按键
    def _check_keydown_events(self, event):
        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_q:
            sys.exit()
        elif event.key == pygame.K_SPACE:
            self._fire_bullet()

    # 响应松开按键
    def _check_keyup_events(self, event):
        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，并加入编组bullets中'''
        if len(self.bullets) < self.settings.bullet_allowed:
            new_bullet = Bullet(self)
            self.bullets.add(new_bullet)

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


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

执行程序，外星人飞快向右移动出右侧屏幕，见下图：

13.4.2 创建表示外星人移动方向的设置

我们在13.4.2到13.4.4中将实现外星人撞到屏幕右边缘后向下移动，再向左移动，以此类推
首先完成外星人设置，完善settings.py 的代码

# settings.py
class Settings:
    '''存储游戏中所有设置的类'''

    def __init__(self):
        '''初始化游戏设置'''
        #设置屏幕大小和背景色
        self.screen_width = 1200
        self.screen_height = 800
        self.bg_color = (230, 230, 230)

        # 飞船设置
        self.ship_speed = 2

        # 子弹设置
        self.bullet_speed = 0.5
        self.bullet_width = 3
        self.bullet_height = 15
        self.bullet_color = (60, 60, 60)
        self.bullet_allowed = 3

        # 外星人设置
        self.alien_speed = 1.0
        self.fleet_drop_speed = 10
        self.fleet_drection = 1 #外星人移动标记，1向右，-1向左

13.4.3 检查外星人是否撞到了屏幕边缘

在 alien.py中，新增一个方法 check_edges() 检查外星人是否到达屏幕边缘
并修改update()方法，让每个外星人沿正确的方向移动

# ailen.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成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

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

    def check_edges(self):
        '''边界检查，如果位于边缘，则返回TRUE'''
        screen_rect = self.screen.get_rect()
        if self.rect.right >= screen_rect.right or self.rect.left <= 0:
            return True

    def update(self):
        '''向左、或右移动外星人'''
        self.x += (self.settings.alien_speed * self.settings.fleet_drection)
        self.rect.x = self.x

13.4.4 向下移动外星人群并改变移动方向

当有外星人到达屏幕边缘时，要将整群外星舰队下移，为此我们在 alien_invasion.py 中新增方法_check_fleet_edges() 和 _change_fleet_direction()，并同步修改 _update_aliens()方法

在主循环 run_game() 中，增加延迟显示“ pygame.time.delay(5) # 延迟5ms刷新屏幕”，此处与课本不同。否则，外星人移动太快了。

# alien_invasion.py
import sys
import pygame

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

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()  # 初始化背景设置
        self.settings = Settings() # 创建一个settings 实例

        # 独立窗口模式
        self.screen = pygame.display.set_mode((self.settings.screen_width, self.settings.screen_height)) # 创建一个显示窗口，并赋值给 self.screen

        # 全屏模式
        '''
        self.screen = pygame.display.set_mode((0,0), pygame.FULLSCREEN)
        self.settings.screen_width = self.screen.get_rect().width
        self.settings.screen_height = self.screen.get_rect().height'''

        pygame.display.set_caption("Alien Invasion") #窗口显示标题
        self.ship = Ship(self)
        self.bullets = pygame.sprite.Group()
        self.aliens = pygame.sprite.Group()

        self._creat_fleet()

    def run_game(self):
        '''开始游戏的主循环'''
        while True:
            self._check_event()  # 监控键盘和鼠标事件
            self.ship.update() # 飞船的位置信息更新
            self._update_bullets() # 更新子弹信息并删除消失的子弹
            self._update_aliens() # 更新外星人位置
            self._update_screen()  # 更新屏幕上的图像，并更新到新屏幕

            # 显示最近绘制的屏幕
            pygame.time.delay(5) # 延迟5ms刷新屏幕
            pygame.display.flip()


    def _creat_fleet(self):
        '''创建外星人群'''
        # 创建第一行外星人
        alien = Alien(self) # 创建一个外星人
        alien_width, alien_height = alien.rect.size # 获取外星人宽、高尺寸
        alien_width = alien.rect.width
        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个外星人
        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_width)

        # 创建外星人群
        for row_number in range(number_rows):
            for alien_number in range(number_aliens_x+1): # 此处与书上参数有出入，+1
                self._create_alien(alien_number, row_number)

    def _create_alien(self, alien_number, row_number):
        '''创建外星人并将其放在当前行'''
        alien = Alien(self) # 创建一个外星人
        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)

    def _check_fleet_edges(self):
        '''有外星人到达边缘时，采取措施'''
        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，并改变左右移动的方向'''
        for alien in self.aliens.sprites():
            alien.rect.y += self.settings.fleet_drop_speed   # 外星人下移
        self.settings.fleet_drection *= -1   # 舰队左右移动方向相反


    def _update_bullets(self):
        '''更新子弹的位置并删除消失的子弹'''
        self.bullets.update()  # 子弹的位置更新
        # 删除消失的子弹
        for bullet in self.bullets.copy():
            if bullet.rect.bottom <= 0:
                self.bullets.remove(bullet)
        # print(len(self.bullets)) 验证子弹消失代码，在终端窗口观察

    def _update_aliens(self):
        '''检查是否有外星人在屏幕边缘，并更新所有外星人位置'''
        self._check_fleet_edges()
        self.aliens.update()

    def _check_event(self):
        # 监控键盘和鼠标事件
        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)

    # 响应按键
    def _check_keydown_events(self, event):
        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_q:
            sys.exit()
        elif event.key == pygame.K_SPACE:
            self._fire_bullet()

    # 响应松开按键
    def _check_keyup_events(self, event):
        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，并加入编组bullets中'''
        if len(self.bullets) < self.settings.bullet_allowed:
            new_bullet = Bullet(self)
            self.bullets.add(new_bullet)

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


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

执行程序后，外星人在屏幕上左右来回移动，并逐步抵达屏幕底端，如下图：

13.5 射杀外星人

射杀外星人，靠的是碰撞检查，如果两个游戏元素有重叠，就说碰撞发生

13.5.1 检测子弹与外星人的碰撞

子弹击中外星人我们需要立刻知道，在代码中体现就是更新子弹位置后立即检查碰撞
函数sprite.groupcollide()将一个编组中的每个元素的rect同另一个编组中的rect进行比较，在我们的代码中比较的是每颗子弹和每个外星人
在alien_invasion.py 中的_update_bullets()中添加检查碰撞代码

# alien_invasion.py
import sys
import pygame

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

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()  # 初始化背景设置
        self.settings = Settings() # 创建一个settings 实例

        # 独立窗口模式
        self.screen = pygame.display.set_mode((self.settings.screen_width, self.settings.screen_height)) # 创建一个显示窗口，并赋值给 self.screen

        # 全屏模式
        '''
        self.screen = pygame.display.set_mode((0,0), pygame.FULLSCREEN)
        self.settings.screen_width = self.screen.get_rect().width
        self.settings.screen_height = self.screen.get_rect().height'''

        pygame.display.set_caption("Alien Invasion") #窗口显示标题
        self.ship = Ship(self)
        self.bullets = pygame.sprite.Group()
        self.aliens = pygame.sprite.Group()

        self._creat_fleet()

    def run_game(self):
        '''开始游戏的主循环'''
        while True:
            self._check_event()  # 监控键盘和鼠标事件
            self.ship.update() # 飞船的位置信息更新
            self._update_bullets() # 更新子弹信息并删除消失的子弹
            self._update_aliens() # 更新外星人位置
            self._update_screen()  # 更新屏幕上的图像，并更新到新屏幕

            # 显示最近绘制的屏幕
            pygame.time.delay(5) # 延迟5ms刷新屏幕
            pygame.display.flip()


    def _creat_fleet(self):
        '''创建外星人群'''
        # 创建第一行外星人
        alien = Alien(self) # 创建一个外星人
        alien_width, alien_height = alien.rect.size # 获取外星人宽、高尺寸
        alien_width = alien.rect.width
        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个外星人
        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_width)

        # 创建外星人群
        for row_number in range(number_rows):
            for alien_number in range(number_aliens_x+1): # 此处与书上参数有出入，+1
                self._create_alien(alien_number, row_number)

    def _create_alien(self, alien_number, row_number):
        '''创建外星人并将其放在当前行'''
        alien = Alien(self) # 创建一个外星人
        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)

    def _check_fleet_edges(self):
        '''有外星人到达边缘时，采取措施'''
        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，并改变左右移动的方向'''
        for alien in self.aliens.sprites():
            alien.rect.y += self.settings.fleet_drop_speed   # 外星人下移
        self.settings.fleet_drection *= -1   # 舰队左右移动方向相反


    def _update_bullets(self):
        '''更新子弹的位置并删除消失的子弹'''
        self.bullets.update()  # 子弹的位置更新
        # 删除消失的子弹
        for bullet in self.bullets.copy():
            if bullet.rect.bottom <= 0:
                self.bullets.remove(bullet)
        # print(len(self.bullets)) 验证子弹消失代码，在终端窗口观察
        collisions = pygame.sprite.groupcollide(self.bullets, self.aliens, True, True)

    def _update_aliens(self):
        '''检查是否有外星人在屏幕边缘，并更新所有外星人位置'''
        self._check_fleet_edges()
        self.aliens.update()

    def _check_event(self):
        # 监控键盘和鼠标事件
        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)

    # 响应按键
    def _check_keydown_events(self, event):
        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_q:
            sys.exit()
        elif event.key == pygame.K_SPACE:
            self._fire_bullet()

    # 响应松开按键
    def _check_keyup_events(self, event):
        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，并加入编组bullets中'''
        if len(self.bullets) < self.settings.bullet_allowed:
            new_bullet = Bullet(self)
            self.bullets.add(new_bullet)

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


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

执行程序后，如果子弹碰到外星人，碰撞的子弹和外星人一起消失，见下图：

13.5.2 为测试创建大子弹

可通过修改设置测试代码的运行情况，比如提高子弹速度，增加飞船数量等等，我们通过增大提高子弹大小，检查子弹和外星人的碰撞效果
在settings.py中修改子弹的宽度（3 -> 600）

# settings.py
class Settings:
    '''存储游戏中所有设置的类'''

    def __init__(self):
        '''初始化游戏设置'''
        #设置屏幕大小和背景色
        self.screen_width = 1200
        self.screen_height = 800
        self.bg_color = (230, 230, 230)

        # 飞船设置
        self.ship_speed = 2

        # 子弹设置
        self.bullet_speed = 0.5
        self.bullet_width = 600  # 原值为3，测试改为600
        self.bullet_height = 15
        self.bullet_color = (60, 60, 60)
        self.bullet_allowed = 3

        # 外星人设置
        self.alien_speed = 1.0
        self.fleet_drop_speed = 10
        self.fleet_drection = 1 #外星人移动标记，1向右，-1向左

执行效果如下图所示：

13.5.3 生成新的外星人群

消灭完一波外星人，还会出现另一群
实现方法是检查编组 aliens是否为空，如果是，则调用_creat_fleet() ，这个工作可以安排在_update_bullets()末尾，因为外星人实在这里被消灭的
在 alien_invasion.py 中完善程序

# alien_invasion.py
import sys
import pygame

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

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()  # 初始化背景设置
        self.settings = Settings() # 创建一个settings 实例

        # 独立窗口模式
        self.screen = pygame.display.set_mode((self.settings.screen_width, self.settings.screen_height)) # 创建一个显示窗口，并赋值给 self.screen

        # 全屏模式
        '''
        self.screen = pygame.display.set_mode((0,0), pygame.FULLSCREEN)
        self.settings.screen_width = self.screen.get_rect().width
        self.settings.screen_height = self.screen.get_rect().height'''

        pygame.display.set_caption("Alien Invasion") #窗口显示标题
        self.ship = Ship(self)
        self.bullets = pygame.sprite.Group()
        self.aliens = pygame.sprite.Group()

        self._creat_fleet()

    def run_game(self):
        '''开始游戏的主循环'''
        while True:
            self._check_event()  # 监控键盘和鼠标事件
            self.ship.update() # 飞船的位置信息更新
            self._update_bullets() # 更新子弹信息并删除消失的子弹
            self._update_aliens() # 更新外星人位置
            self._update_screen()  # 更新屏幕上的图像，并更新到新屏幕

            # 显示最近绘制的屏幕
            pygame.time.delay(5) # 延迟5ms刷新屏幕
            pygame.display.flip()


    def _creat_fleet(self):
        '''创建外星人群'''
        # 创建第一行外星人
        alien = Alien(self) # 创建一个外星人
        alien_width, alien_height = alien.rect.size # 获取外星人宽、高尺寸
        alien_width = alien.rect.width
        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个外星人
        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_width)

        # 创建外星人群
        for row_number in range(number_rows):
            for alien_number in range(number_aliens_x+1): # 此处与书上参数有出入，+1
                self._create_alien(alien_number, row_number)

    def _create_alien(self, alien_number, row_number):
        '''创建外星人并将其放在当前行'''
        alien = Alien(self) # 创建一个外星人
        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)

    def _check_fleet_edges(self):
        '''有外星人到达边缘时，采取措施'''
        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，并改变左右移动的方向'''
        for alien in self.aliens.sprites():
            alien.rect.y += self.settings.fleet_drop_speed   # 外星人下移
        self.settings.fleet_drection *= -1   # 舰队左右移动方向相反


    def _update_bullets(self):
        '''更新子弹的位置并删除消失的子弹'''
        self.bullets.update()  # 子弹的位置更新
        # 删除消失的子弹
        for bullet in self.bullets.copy():
            if bullet.rect.bottom <= 0:
                self.bullets.remove(bullet)
        # print(len(self.bullets)) 验证子弹消失代码，在终端窗口观察
        collisions = pygame.sprite.groupcollide(self.bullets, self.aliens, True, True)
        if not self.aliens:
            # 如果外星人被消灭完，则删除现有的子弹，并新建一群外星人
            self.bullets.empty()
            self._creat_fleet()

    def _update_aliens(self):
        '''检查是否有外星人在屏幕边缘，并更新所有外星人位置'''
        self._check_fleet_edges()
        self.aliens.update()

    def _check_event(self):
        # 监控键盘和鼠标事件
        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)

    # 响应按键
    def _check_keydown_events(self, event):
        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_q:
            sys.exit()
        elif event.key == pygame.K_SPACE:
            self._fire_bullet()

    # 响应松开按键
    def _check_keyup_events(self, event):
        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，并加入编组bullets中'''
        if len(self.bullets) < self.settings.bullet_allowed:
            new_bullet = Bullet(self)
            self.bullets.add(new_bullet)

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


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

将子弹设置成最大，执行程序后，消灭完一波外星人后，又会出现新的一波，效果如下：

13.5.4 提高子弹的速度

在settings.py 中，可以根据需要调整self.bullet_speed （0.5 -> 1.5）

# settings.py
class Settings:
    '''存储游戏中所有设置的类'''

    def __init__(self):
        '''初始化游戏设置'''
        #设置屏幕大小和背景色
        self.screen_width = 1200
        self.screen_height = 800
        self.bg_color = (230, 230, 230)

        # 飞船设置
        self.ship_speed = 2

        # 子弹设置
        self.bullet_speed = 1.5  # 原值0.5， 改为 1.5
        self.bullet_width = 3  # 原值为3，测试改为600
        self.bullet_height = 15
        self.bullet_color = (60, 60, 60)
        self.bullet_allowed = 3

        # 外星人设置
        self.alien_speed = 1.0
        self.fleet_drop_speed = 10
        self.fleet_drection = 1 #外星人移动标记，1向右，-1向左

执行程序，发现子弹速度明显提高

13.5.5 重构 _update_bullets()

方法_update_bullets()的任务太多了，将处理子弹和外星人碰撞的代码移到一个独立的方法_check_ bullet_alien_collisions()中
修改 alien_invasion.py 代码

# alien_invasion.py
import sys
import pygame

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

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()  # 初始化背景设置
        self.settings = Settings() # 创建一个settings 实例

        # 独立窗口模式
        self.screen = pygame.display.set_mode((self.settings.screen_width, self.settings.screen_height)) # 创建一个显示窗口，并赋值给 self.screen

        # 全屏模式
        '''
        self.screen = pygame.display.set_mode((0,0), pygame.FULLSCREEN)
        self.settings.screen_width = self.screen.get_rect().width
        self.settings.screen_height = self.screen.get_rect().height'''

        pygame.display.set_caption("Alien Invasion") #窗口显示标题
        self.ship = Ship(self)
        self.bullets = pygame.sprite.Group()
        self.aliens = pygame.sprite.Group()

        self._creat_fleet()

    def run_game(self):
        '''开始游戏的主循环'''
        while True:
            self._check_event()  # 监控键盘和鼠标事件
            self.ship.update() # 飞船的位置信息更新
            self._update_bullets() # 更新子弹信息并删除消失的子弹
            self._update_aliens() # 更新外星人位置
            self._update_screen()  # 更新屏幕上的图像，并更新到新屏幕

            # 显示最近绘制的屏幕
            pygame.time.delay(5) # 延迟5ms刷新屏幕
            pygame.display.flip()


    def _creat_fleet(self):
        '''创建外星人群'''
        # 创建第一行外星人
        alien = Alien(self) # 创建一个外星人
        alien_width, alien_height = alien.rect.size # 获取外星人宽、高尺寸
        alien_width = alien.rect.width
        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个外星人
        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_width)

        # 创建外星人群
        for row_number in range(number_rows):
            for alien_number in range(number_aliens_x+1): # 此处与书上参数有出入，+1
                self._create_alien(alien_number, row_number)

    def _create_alien(self, alien_number, row_number):
        '''创建外星人并将其放在当前行'''
        alien = Alien(self) # 创建一个外星人
        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)

    def _check_fleet_edges(self):
        '''有外星人到达边缘时，采取措施'''
        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，并改变左右移动的方向'''
        for alien in self.aliens.sprites():
            alien.rect.y += self.settings.fleet_drop_speed   # 外星人下移
        self.settings.fleet_drection *= -1   # 舰队左右移动方向相反


    def _update_bullets(self):
        '''更新子弹的位置并删除消失的子弹'''
        self.bullets.update()  # 子弹的位置更新
        # 删除消失的子弹
        for bullet in self.bullets.copy():
            if bullet.rect.bottom <= 0:
                self.bullets.remove(bullet)
        # print(len(self.bullets)) 验证子弹消失代码，在终端窗口观察
        self._check_bullet_alien_collisions()

    def _check_bullet_alien_collisions(self):
        '''检查子弹和外星人碰撞，并删除碰撞元素'''
        collisions = pygame.sprite.groupcollide(self.bullets, self.aliens, True, True)
        if not self.aliens:
            # 如果外星人被消灭完，则删除现有的子弹，并新建一群外星人
            self.bullets.empty()
            self._creat_fleet()

    def _update_aliens(self):
        '''检查是否有外星人在屏幕边缘，并更新所有外星人位置'''
        self._check_fleet_edges()
        self.aliens.update()

    def _check_event(self):
        # 监控键盘和鼠标事件
        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)

    # 响应按键
    def _check_keydown_events(self, event):
        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_q:
            sys.exit()
        elif event.key == pygame.K_SPACE:
            self._fire_bullet()

    # 响应松开按键
    def _check_keyup_events(self, event):
        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，并加入编组bullets中'''
        if len(self.bullets) < self.settings.bullet_allowed:
            new_bullet = Bullet(self)
            self.bullets.add(new_bullet)

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


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

重构函数后，执行程序，效果不变

13.6 结束程序

如果外星人撞到飞船或者外星人到达屏幕底端，飞船被摧毁，限制可使用飞船的数量，当数量使用完毕，游戏结束

13.6.1 检测外星人和飞船碰撞

要检查外星人和飞船是否碰撞，可在外星人更新位置后立即检查，即在 _update_aliens()方法中检查
函数spritecollideany()接受两个参数，一个精灵和一个编组，并检查编组与精灵是否发生碰撞，若发生碰撞，编组停止遍历；我们程序中，编组是外星人，精灵是飞船
修改alien_invasion.py 的代码

# alien_invasion.py
import sys
import pygame

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

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()  # 初始化背景设置
        self.settings = Settings() # 创建一个settings 实例

        # 独立窗口模式
        self.screen = pygame.display.set_mode((self.settings.screen_width, self.settings.screen_height)) # 创建一个显示窗口，并赋值给 self.screen

        # 全屏模式
        '''
        self.screen = pygame.display.set_mode((0,0), pygame.FULLSCREEN)
        self.settings.screen_width = self.screen.get_rect().width
        self.settings.screen_height = self.screen.get_rect().height'''

        pygame.display.set_caption("Alien Invasion") #窗口显示标题
        self.ship = Ship(self)
        self.bullets = pygame.sprite.Group()
        self.aliens = pygame.sprite.Group()

        self._creat_fleet()

    def run_game(self):
        '''开始游戏的主循环'''
        while True:
            self._check_event()  # 监控键盘和鼠标事件
            self.ship.update() # 飞船的位置信息更新
            self._update_bullets() # 更新子弹信息并删除消失的子弹
            self._update_aliens() # 更新外星人位置
            self._update_screen()  # 更新屏幕上的图像，并更新到新屏幕

            # 显示最近绘制的屏幕
            pygame.time.delay(5) # 延迟5ms刷新屏幕
            pygame.display.flip()


    def _creat_fleet(self):
        '''创建外星人群'''
        # 创建第一行外星人
        alien = Alien(self) # 创建一个外星人
        alien_width, alien_height = alien.rect.size # 获取外星人宽、高尺寸
        alien_width = alien.rect.width
        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个外星人
        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_width)

        # 创建外星人群
        for row_number in range(number_rows):
            for alien_number in range(number_aliens_x+1): # 此处与书上参数有出入，+1
                self._create_alien(alien_number, row_number)

    def _create_alien(self, alien_number, row_number):
        '''创建外星人并将其放在当前行'''
        alien = Alien(self) # 创建一个外星人
        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)

    def _check_fleet_edges(self):
        '''有外星人到达边缘时，采取措施'''
        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，并改变左右移动的方向'''
        for alien in self.aliens.sprites():
            alien.rect.y += self.settings.fleet_drop_speed   # 外星人下移
        self.settings.fleet_drection *= -1   # 舰队左右移动方向相反


    def _update_bullets(self):
        '''更新子弹的位置并删除消失的子弹'''
        self.bullets.update()  # 子弹的位置更新
        # 删除消失的子弹
        for bullet in self.bullets.copy():
            if bullet.rect.bottom <= 0:
                self.bullets.remove(bullet)
        # print(len(self.bullets)) 验证子弹消失代码，在终端窗口观察
        self._check_bullet_alien_collisions()

    def _check_bullet_alien_collisions(self):
        '''检查子弹和外星人碰撞，并删除碰撞元素'''
        collisions = pygame.sprite.groupcollide(self.bullets, self.aliens, True, True)
        if not self.aliens:
            # 如果外星人被消灭完，则删除现有的子弹，并新建一群外星人
            self.bullets.empty()
            self._creat_fleet()

    def _update_aliens(self):
        '''检查是否有外星人在屏幕边缘，并更新所有外星人位置'''
        self._check_fleet_edges()
        self.aliens.update()
        # 检查外星人和飞船之间的碰撞
        if pygame.sprite.spritecollideany(self.ship, self.aliens):
            print("Ship hit!!!")

    def _check_event(self):
        # 监控键盘和鼠标事件
        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)

    # 响应按键
    def _check_keydown_events(self, event):
        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_q:
            sys.exit()
        elif event.key == pygame.K_SPACE:
            self._fire_bullet()

    # 响应松开按键
    def _check_keyup_events(self, event):
        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，并加入编组bullets中'''
        if len(self.bullets) < self.settings.bullet_allowed:
            new_bullet = Bullet(self)
            self.bullets.add(new_bullet)

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


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

执行程序后，如果发生碰撞，程序的运行信息窗口一直弹出：Ship hit!!!，如下图所示：

13.6.2响应外星人和飞船碰撞

1. 新建一个geme_stats.py，在其中创建类GameStats，用来记录游戏统计信息
2. 在 settings.py 中限制飞船的可用次数为3
3. 在 alien_invasion.py 中，导入类 Game_Stats() 和 time 中的 类 sleep，在 _ _init _ _ （）中创建一个Game_Stats实例，创建一个方法_ship_hit()，用来处理发生碰撞可用飞船-1，清空外星人和子弹，重新创建外星人，飞船出现在屏幕底部，并使游戏暂停片刻，将_update_aliens()中的 抵用 print() 函数改为 调用 _ship_hit()
4. 在ship.py 中添加方法 center_ship（），让新生飞船在屏幕底部显示

# 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()

    def reset_stats(self):
        '''初始化游戏在运行中可能改变的统计信息'''
        self.ships_left = self.settings.ship_limit

# settings.py
class Settings:
    '''存储游戏中所有设置的类'''

    def __init__(self):
        '''初始化游戏设置'''
        #设置屏幕大小和背景色
        self.screen_width = 1200
        self.screen_height = 800
        self.bg_color = (230, 230, 230)

        # 飞船设置
        self.ship_speed = 2
        self.ship_limit = 3

        # 子弹设置
        self.bullet_speed = 1.5  # 原值0.5， 改为 1.5
        self.bullet_width = 3  # 原值为3，测试改为600
        self.bullet_height = 15
        self.bullet_color = (60, 60, 60)
        self.bullet_allowed = 3

        # 外星人设置
        self.alien_speed = 1.0
        self.fleet_drop_speed = 10
        self.fleet_drection = 1 #外星人移动标记，1向右，-1向左

# alien_invasion.py
import sys
import pygame
from time import sleep

from bullet import  Bullet
from alien import Alien
from settings import Settings
from ship import Ship
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()  # 初始化背景设置
        self.settings = Settings() # 创建一个settings 实例

        # 独立窗口模式
        self.screen = pygame.display.set_mode((self.settings.screen_width, self.settings.screen_height)) # 创建一个显示窗口，并赋值给 self.screen

        # 全屏模式
        '''
        self.screen = pygame.display.set_mode((0,0), pygame.FULLSCREEN)
        self.settings.screen_width = self.screen.get_rect().width
        self.settings.screen_height = self.screen.get_rect().height'''

        pygame.display.set_caption("Alien Invasion") #窗口显示标题
        self.stats = GameStats(self) # 创建一个用于统计信息的实例
        self.ship = Ship(self)
        self.bullets = pygame.sprite.Group()
        self.aliens = pygame.sprite.Group()

        self._creat_fleet()

    def run_game(self):
        '''开始游戏的主循环'''
        while True:
            self._check_event()  # 监控键盘和鼠标事件
            self.ship.update() # 飞船的位置信息更新
            self._update_bullets() # 更新子弹信息并删除消失的子弹
            self._update_aliens() # 更新外星人位置
            self._update_screen()  # 更新屏幕上的图像，并更新到新屏幕

            # 显示最近绘制的屏幕
            pygame.time.delay(5) # 延迟5ms刷新屏幕
            pygame.display.flip()


    def _creat_fleet(self):
        '''创建外星人群'''
        # 创建第一行外星人
        alien = Alien(self) # 创建一个外星人
        alien_width, alien_height = alien.rect.size # 获取外星人宽、高尺寸
        alien_width = alien.rect.width
        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个外星人
        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_width)

        # 创建外星人群
        for row_number in range(number_rows):
            for alien_number in range(number_aliens_x+1): # 此处与书上参数有出入，+1
                self._create_alien(alien_number, row_number)

    def _create_alien(self, alien_number, row_number):
        '''创建外星人并将其放在当前行'''
        alien = Alien(self) # 创建一个外星人
        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)

    def _check_fleet_edges(self):
        '''有外星人到达边缘时，采取措施'''
        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，并改变左右移动的方向'''
        for alien in self.aliens.sprites():
            alien.rect.y += self.settings.fleet_drop_speed   # 外星人下移
        self.settings.fleet_drection *= -1   # 舰队左右移动方向相反


    def _update_bullets(self):
        '''更新子弹的位置并删除消失的子弹'''
        self.bullets.update()  # 子弹的位置更新
        # 删除消失的子弹
        for bullet in self.bullets.copy():
            if bullet.rect.bottom <= 0:
                self.bullets.remove(bullet)
        # print(len(self.bullets)) 验证子弹消失代码，在终端窗口观察
        self._check_bullet_alien_collisions()

    def _check_bullet_alien_collisions(self):
        '''检查子弹和外星人碰撞，并删除碰撞元素'''
        collisions = pygame.sprite.groupcollide(self.bullets, self.aliens, True, True)
        if not self.aliens:
            # 如果外星人被消灭完，则删除现有的子弹，并新建一群外星人
            self.bullets.empty()
            self._creat_fleet()

    def _update_aliens(self):
        '''检查是否有外星人在屏幕边缘，并更新所有外星人位置'''
        self._check_fleet_edges()
        self.aliens.update()
        # 检查外星人和飞船之间的碰撞
        if pygame.sprite.spritecollideany(self.ship, self.aliens):
            self._ship_hit()
            #print("Ship hit!!!")

    def _check_event(self):
        # 监控键盘和鼠标事件
        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)

    # 响应按键
    def _check_keydown_events(self, event):
        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_q:
            sys.exit()
        elif event.key == pygame.K_SPACE:
            self._fire_bullet()

    # 响应松开按键
    def _check_keyup_events(self, event):
        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，并加入编组bullets中'''
        if len(self.bullets) < self.settings.bullet_allowed:
            new_bullet = Bullet(self)
            self.bullets.add(new_bullet)

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

    def _ship_hit(self):
        '''响应飞船被外星人撞到'''
        self.stats.ships_left -= 1 # 可用飞船-1
        self.aliens.empty()  # 清空余下外星人
        self.bullets.empty()  # 清空余下子弹
        self._creat_fleet()   # 重新创建一群外星人
        self.ship.center_ship() # 飞船重新出现在屏幕底端
        sleep(0.5)  # 游戏暂停0.5s


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

# ship.py
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(r"images/ship.bmp")
        self.rect = self.image.get_rect()

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

        #飞船属性中存储x的值
        self.x = float(self.rect.x)

        # 增加移动标记
        self.moving_right = False
        self.moving_left = False

    def update(self):
        '''根据移动标记状态调整调整飞船位置'''
        if self.moving_right and self.rect.right < self.screen_rect.right:
            self.rect.x += self.settings.ship_speed
        if self.moving_left and self.rect.left > 0:
            self.rect.x -= self.settings.ship_speed


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

    def center_ship(self):
        '''让飞船在屏幕底部居中显示'''
        self.rect.midbottom = self.screen_rect.midbottom
        self.x = float(self.rect.x)

执行程序发现，如果外星人与飞船相撞，游戏暂停片刻后，将重新开始，如此反复
（此时还没有考虑可用飞船数量为0时，结束游戏的情况）

13.6.3 有外星人到达屏幕底端

如果外星人到达屏幕底端，我们要做出响应
在 alien_invasion.py 中新增一个方法 _check_aliens_bottom()，用来检查是否有外星人到达屏幕底端，只要有外星人到达屏幕底端，就可以调用 _ship_hit()方法
在_update_aliens()中调用该方法

# alien_invasion.py
import sys
import pygame
from time import sleep

from bullet import  Bullet
from alien import Alien
from settings import Settings
from ship import Ship
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()  # 初始化背景设置
        self.settings = Settings() # 创建一个settings 实例

        # 独立窗口模式
        self.screen = pygame.display.set_mode((self.settings.screen_width, self.settings.screen_height)) # 创建一个显示窗口，并赋值给 self.screen

        # 全屏模式
        '''
        self.screen = pygame.display.set_mode((0,0), pygame.FULLSCREEN)
        self.settings.screen_width = self.screen.get_rect().width
        self.settings.screen_height = self.screen.get_rect().height'''

        pygame.display.set_caption("Alien Invasion") #窗口显示标题
        self.stats = GameStats(self) # 创建一个用于统计信息的实例
        self.ship = Ship(self)
        self.bullets = pygame.sprite.Group()
        self.aliens = pygame.sprite.Group()

        self._creat_fleet()

    def run_game(self):
        '''开始游戏的主循环'''
        while True:
            self._check_event()  # 监控键盘和鼠标事件
            self.ship.update() # 飞船的位置信息更新
            self._update_bullets() # 更新子弹信息并删除消失的子弹
            self._update_aliens() # 更新外星人位置
            self._update_screen()  # 更新屏幕上的图像，并更新到新屏幕

            # 显示最近绘制的屏幕
            pygame.time.delay(5) # 延迟5ms刷新屏幕
            pygame.display.flip()


    def _creat_fleet(self):
        '''创建外星人群'''
        # 创建第一行外星人
        alien = Alien(self) # 创建一个外星人
        alien_width, alien_height = alien.rect.size # 获取外星人宽、高尺寸
        alien_width = alien.rect.width
        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个外星人
        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_width)

        # 创建外星人群
        for row_number in range(number_rows):
            for alien_number in range(number_aliens_x+1): # 此处与书上参数有出入，+1
                self._create_alien(alien_number, row_number)

    def _create_alien(self, alien_number, row_number):
        '''创建外星人并将其放在当前行'''
        alien = Alien(self) # 创建一个外星人
        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)

    def _check_fleet_edges(self):
        '''有外星人到达边缘时，采取措施'''
        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，并改变左右移动的方向'''
        for alien in self.aliens.sprites():
            alien.rect.y += self.settings.fleet_drop_speed   # 外星人下移
        self.settings.fleet_drection *= -1   # 舰队左右移动方向相反


    def _update_bullets(self):
        '''更新子弹的位置并删除消失的子弹'''
        self.bullets.update()  # 子弹的位置更新
        # 删除消失的子弹
        for bullet in self.bullets.copy():
            if bullet.rect.bottom <= 0:
                self.bullets.remove(bullet)
        # print(len(self.bullets)) 验证子弹消失代码，在终端窗口观察
        self._check_bullet_alien_collisions()

    def _check_bullet_alien_collisions(self):
        '''检查子弹和外星人碰撞，并删除碰撞元素'''
        collisions = pygame.sprite.groupcollide(self.bullets, self.aliens, True, True)
        if not self.aliens:
            # 如果外星人被消灭完，则删除现有的子弹，并新建一群外星人
            self.bullets.empty()
            self._creat_fleet()

    def _update_aliens(self):
        '''检查是否有外星人在屏幕边缘，并更新所有外星人位置'''
        self._check_fleet_edges()
        self.aliens.update()
        # 检查外星人和飞船之间的碰撞
        if pygame.sprite.spritecollideany(self.ship, self.aliens):
            self._ship_hit()
            #print("Ship hit!!!")
        # 检查是否有外星人到达屏幕底端
        self._check_aliens_bottom()


    def _check_event(self):
        # 监控键盘和鼠标事件
        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)

    # 响应按键
    def _check_keydown_events(self, event):
        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_q:
            sys.exit()
        elif event.key == pygame.K_SPACE:
            self._fire_bullet()

    # 响应松开按键
    def _check_keyup_events(self, event):
        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，并加入编组bullets中'''
        if len(self.bullets) < self.settings.bullet_allowed:
            new_bullet = Bullet(self)
            self.bullets.add(new_bullet)

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

    def _ship_hit(self):
        '''响应飞船被外星人撞到'''
        self.stats.ships_left -= 1 # 可用飞船-1
        self.aliens.empty()  # 清空余下外星人
        self.bullets.empty()  # 清空余下子弹
        self._creat_fleet()   # 重新创建一群外星人
        self.ship.center_ship() # 飞船重新出现在屏幕底端
        sleep(0.5)  # 游戏暂停0.5s

    def _check_aliens_bottom(self):
        '''检查是否有外星人到达屏幕底部'''
        screen_rect = self.screen.get_rect()
        for alien in self.aliens.sprites():
            if alien.rect.bottom >= screen_rect.bottom:
                self._ship_hit() # 如果有外星人到达底部，可以向飞船被撞一样处理
                break

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

运行程序，发现只要有外星人到达屏幕底部，就会像飞船与外星人相撞一样，暂停一会后重新开始
未添加外星人到达底部检查前，执行情况：

添加外星人到达底部检查后，执行情况：

13.6.4 游戏结束

现在游戏有一个问题，它永远不会结束，现在我们要添加标记为game_active，以便在 ships_left 使用完后结束游戏

1. 在 game_stats.py 中的初始化方法中，增加标记位
2. 在 alien_invasion.py 中的_ship_hit()中完善代码

# 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()
        self.game_active = True # 游戏启动时，处于激活状态

    def reset_stats(self):
        '''初始化游戏在运行中可能改变的统计信息'''
        self.ships_left = self.settings.ship_limit

# alien_invasion.py
import sys
import pygame
from time import sleep

from bullet import  Bullet
from alien import Alien
from settings import Settings
from ship import Ship
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()  # 初始化背景设置
        self.settings = Settings() # 创建一个settings 实例

        # 独立窗口模式
        self.screen = pygame.display.set_mode((self.settings.screen_width, self.settings.screen_height)) # 创建一个显示窗口，并赋值给 self.screen

        # 全屏模式
        '''
        self.screen = pygame.display.set_mode((0,0), pygame.FULLSCREEN)
        self.settings.screen_width = self.screen.get_rect().width
        self.settings.screen_height = self.screen.get_rect().height'''

        pygame.display.set_caption("Alien Invasion") #窗口显示标题
        self.stats = GameStats(self) # 创建一个用于统计信息的实例
        self.ship = Ship(self)
        self.bullets = pygame.sprite.Group()
        self.aliens = pygame.sprite.Group()

        self._creat_fleet()

    def run_game(self):
        '''开始游戏的主循环'''
        while True:
            self._check_event()  # 监控键盘和鼠标事件
            self.ship.update() # 飞船的位置信息更新
            self._update_bullets() # 更新子弹信息并删除消失的子弹
            self._update_aliens() # 更新外星人位置
            self._update_screen()  # 更新屏幕上的图像，并更新到新屏幕

            # 显示最近绘制的屏幕
            pygame.time.delay(5) # 延迟5ms刷新屏幕
            pygame.display.flip()


    def _creat_fleet(self):
        '''创建外星人群'''
        # 创建第一行外星人
        alien = Alien(self) # 创建一个外星人
        alien_width, alien_height = alien.rect.size # 获取外星人宽、高尺寸
        alien_width = alien.rect.width
        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个外星人
        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_width)

        # 创建外星人群
        for row_number in range(number_rows):
            for alien_number in range(number_aliens_x+1): # 此处与书上参数有出入，+1
                self._create_alien(alien_number, row_number)

    def _create_alien(self, alien_number, row_number):
        '''创建外星人并将其放在当前行'''
        alien = Alien(self) # 创建一个外星人
        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)

    def _check_fleet_edges(self):
        '''有外星人到达边缘时，采取措施'''
        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，并改变左右移动的方向'''
        for alien in self.aliens.sprites():
            alien.rect.y += self.settings.fleet_drop_speed   # 外星人下移
        self.settings.fleet_drection *= -1   # 舰队左右移动方向相反


    def _update_bullets(self):
        '''更新子弹的位置并删除消失的子弹'''
        self.bullets.update()  # 子弹的位置更新
        # 删除消失的子弹
        for bullet in self.bullets.copy():
            if bullet.rect.bottom <= 0:
                self.bullets.remove(bullet)
        # print(len(self.bullets)) 验证子弹消失代码，在终端窗口观察
        self._check_bullet_alien_collisions()

    def _check_bullet_alien_collisions(self):
        '''检查子弹和外星人碰撞，并删除碰撞元素'''
        collisions = pygame.sprite.groupcollide(self.bullets, self.aliens, True, True)
        if not self.aliens:
            # 如果外星人被消灭完，则删除现有的子弹，并新建一群外星人
            self.bullets.empty()
            self._creat_fleet()

    def _update_aliens(self):
        '''检查是否有外星人在屏幕边缘，并更新所有外星人位置'''
        self._check_fleet_edges()
        self.aliens.update()
        # 检查外星人和飞船之间的碰撞
        if pygame.sprite.spritecollideany(self.ship, self.aliens):
            self._ship_hit()
            #print("Ship hit!!!")
        # 检查是否有外星人到达屏幕底端
        self._check_aliens_bottom()


    def _check_event(self):
        # 监控键盘和鼠标事件
        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)

    # 响应按键
    def _check_keydown_events(self, event):
        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_q:
            sys.exit()
        elif event.key == pygame.K_SPACE:
            self._fire_bullet()

    # 响应松开按键
    def _check_keyup_events(self, event):
        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，并加入编组bullets中'''
        if len(self.bullets) < self.settings.bullet_allowed:
            new_bullet = Bullet(self)
            self.bullets.add(new_bullet)

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

    def _ship_hit(self):
        '''响应飞船被外星人撞到'''
        self.aliens.empty()  # 清空余下外星人
        self.bullets.empty()  # 清空余下子弹
        self._creat_fleet()   # 重新创建一群外星人
        self.ship.center_ship() # 飞船重新出现在屏幕底端
        if self.stats.ships_left > 0:
            self.stats.ships_left -= 1  # 可用飞船-1
            sleep(0.5)  # 游戏暂停0.5s
        else:
            self.stats.game_active = False

    def _check_aliens_bottom(self):
        '''检查是否有外星人到达屏幕底部'''
        screen_rect = self.screen.get_rect()
        for alien in self.aliens.sprites():
            if alien.rect.bottom >= screen_rect.bottom:
                self._ship_hit() # 如果有外星人到达底部，可以向飞船被撞一样处理
                break

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

程序执行照旧，即游戏依然是无休止的重复，这是因为我们在主程序执行阶段还未进行设置

13.7 确定应运行游戏的哪些部分

修改alien_invasion.py中的 run_game()

# alien_invasion.py
import sys
import pygame
from time import sleep

from bullet import  Bullet
from alien import Alien
from settings import Settings
from ship import Ship
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()  # 初始化背景设置
        self.settings = Settings() # 创建一个settings 实例

        # 独立窗口模式
        self.screen = pygame.display.set_mode((self.settings.screen_width, self.settings.screen_height)) # 创建一个显示窗口，并赋值给 self.screen

        # 全屏模式
        '''
        self.screen = pygame.display.set_mode((0,0), pygame.FULLSCREEN)
        self.settings.screen_width = self.screen.get_rect().width
        self.settings.screen_height = self.screen.get_rect().height'''

        pygame.display.set_caption("Alien Invasion") #窗口显示标题
        self.stats = GameStats(self) # 创建一个用于统计信息的实例
        self.ship = Ship(self)
        self.bullets = pygame.sprite.Group()
        self.aliens = pygame.sprite.Group()

        self._creat_fleet()

    def run_game(self):
        '''开始游戏的主循环'''
        while True:
            self._check_event()  # 监控键盘和鼠标事件

            if self.stats.game_active:
                self.ship.update() # 飞船的位置信息更新
                self._update_bullets() # 更新子弹信息并删除消失的子弹
                self._update_aliens() # 更新外星人位置
                self._update_screen()  # 更新屏幕上的图像，并更新到新屏幕

            # 显示最近绘制的屏幕
            pygame.time.delay(5) # 延迟5ms刷新屏幕
            pygame.display.flip()


    def _creat_fleet(self):
        '''创建外星人群'''
        # 创建第一行外星人
        alien = Alien(self) # 创建一个外星人
        alien_width, alien_height = alien.rect.size # 获取外星人宽、高尺寸
        alien_width = alien.rect.width
        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个外星人
        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_width)

        # 创建外星人群
        for row_number in range(number_rows):
            for alien_number in range(number_aliens_x+1): # 此处与书上参数有出入，+1
                self._create_alien(alien_number, row_number)

    def _create_alien(self, alien_number, row_number):
        '''创建外星人并将其放在当前行'''
        alien = Alien(self) # 创建一个外星人
        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)

    def _check_fleet_edges(self):
        '''有外星人到达边缘时，采取措施'''
        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，并改变左右移动的方向'''
        for alien in self.aliens.sprites():
            alien.rect.y += self.settings.fleet_drop_speed   # 外星人下移
        self.settings.fleet_drection *= -1   # 舰队左右移动方向相反


    def _update_bullets(self):
        '''更新子弹的位置并删除消失的子弹'''
        self.bullets.update()  # 子弹的位置更新
        # 删除消失的子弹
        for bullet in self.bullets.copy():
            if bullet.rect.bottom <= 0:
                self.bullets.remove(bullet)
        # print(len(self.bullets)) 验证子弹消失代码，在终端窗口观察
        self._check_bullet_alien_collisions()

    def _check_bullet_alien_collisions(self):
        '''检查子弹和外星人碰撞，并删除碰撞元素'''
        collisions = pygame.sprite.groupcollide(self.bullets, self.aliens, True, True)
        if not self.aliens:
            # 如果外星人被消灭完，则删除现有的子弹，并新建一群外星人
            self.bullets.empty()
            self._creat_fleet()

    def _update_aliens(self):
        '''检查是否有外星人在屏幕边缘，并更新所有外星人位置'''
        self._check_fleet_edges()
        self.aliens.update()
        # 检查外星人和飞船之间的碰撞
        if pygame.sprite.spritecollideany(self.ship, self.aliens):
            self._ship_hit()
            #print("Ship hit!!!")
        # 检查是否有外星人到达屏幕底端
        self._check_aliens_bottom()


    def _check_event(self):
        # 监控键盘和鼠标事件
        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)

    # 响应按键
    def _check_keydown_events(self, event):
        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_q:
            sys.exit()
        elif event.key == pygame.K_SPACE:
            self._fire_bullet()

    # 响应松开按键
    def _check_keyup_events(self, event):
        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，并加入编组bullets中'''
        if len(self.bullets) < self.settings.bullet_allowed:
            new_bullet = Bullet(self)
            self.bullets.add(new_bullet)

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

    def _ship_hit(self):
        '''响应飞船被外星人撞到'''
        self.aliens.empty()  # 清空余下外星人
        self.bullets.empty()  # 清空余下子弹
        self._creat_fleet()   # 重新创建一群外星人
        self.ship.center_ship() # 飞船重新出现在屏幕底端
        if self.stats.ships_left > 0:
            self.stats.ships_left -= 1  # 可用飞船-1
            sleep(0.5)  # 游戏暂停0.5s
        else:
            self.stats.game_active = False

    def _check_aliens_bottom(self):
        '''检查是否有外星人到达屏幕底部'''
        screen_rect = self.screen.get_rect()
        for alien in self.aliens.sprites():
            if alien.rect.bottom >= screen_rect.bottom:
                self._ship_hit() # 如果有外星人到达底部，可以向飞船被撞一样处理
                break

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