Python学习之路13-记分

摘要：之所以这里要添加这四行代码，其实是为了当你重新开始也就是第二次及以后点击按钮游戏时，计分板能正确显示。当第一运行游戏时，没有这四行也能正确显示计分板。

《Python编程：从入门到实践》笔记。
本篇是Python小游戏《外星人入侵》的最后一篇。

本篇我们将结束Pygame小游戏《外星人入侵》的开发。在本篇中，我们将添加如下内容：

添加一个Play按钮，用于根据需要启动游戏以及在游戏结束后重启游戏；

使玩家能提高等级，并在提高等级时加快节奏；

添加一个记分系统

首先为了通过点击Play按钮来开始游戏，需要在GameStats类的构造函数中将self.game_active设置为False。

为了添加Play按钮，我们需要先添加一个Button类。将这个类放在button.py模块中：

import pygame

class Button:
    def __init__(self, ai_settings, screen, msg):
        """初始化按钮属性"""
        self.screen = screen
        self.screen_rect = screen.get_rect()

        # 设置按钮尺寸和其他属性
        self.width, self.height = 200, 50   # 解包，平行赋值
        self.button_color = (0, 255, 0)
        self.text_color = (255, 255, 255)
        self.font = pygame.font.SysFont(None, 48)

        # 创建按钮的rect对象，并使其居中
        self.rect = pygame.Rect(0, 0, self.width, self.height)
        self.rect.center = self.screen_rect.center

        # 按钮的标签只需创建一次
        self.prep_msg(msg)

    def prep_msg(self, msg):
        """将msg渲染为图像，并使其在按钮上居中"""
        self.msg_image = self.font.render(msg, True, self.text_color, self.button_color)
        self.msg_image_rect = self.msg_image.get_rect()
        self.msg_image_rect.center = self.rect.center

    def draw_button(self):
        # 绘制一个用颜色填充的按钮，再绘制文本
        self.screen.fill(self.button_color, self.rect)
        self.screen.blit(self.msg_image, self.msg_image_rect)

pygame将字符串渲染为图像来处理文本，通过pygame.font的render()方法来渲染文字，它的第一个参数是要渲染的字符串，第二个是抗锯齿设定（打游戏的老铁应该对这个词很熟悉~~），第三个是字体颜色，第四个是背景颜色，第四个参数如果不设定，将以透明背景的方式渲染文本。最后通过draw_button()方法在窗体中绘制Play按钮。

在主程序中实例化一个Play按钮，并添加它的响应事件，以及将其画出。

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

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

    # 创建Play按钮
    play_button = Button(ai_settings, screen, "Play")
    
    -- snip --
    # 开始游戏的主循环
    while True:
        # 增加了参数，为按钮添加响应事件
        gf.check_events(ai_settings, screen, ship, bullets, stats, play_button, aliens)
        -- snip --
        # 增加了参数，在窗体中画出按钮
        gf.update_screen(ai_settings, screen, ship, bullets, aliens, stats, play_button)

run_game()

注意，不光新增了实例化按钮的代码，还修改了update_screen()和check_events()函数。

修改update_screen()函数：在窗体中画出Play按钮

# 增加了参数，记得修改主程序
def update_screen(ai_settings, screen, ship, bullets, aliens, stats, play_button):
    -- snip --
    # 如果游戏没启动，则显示Play按钮
    if not stats.game_active:
        play_button.draw_button()

    # 让最近绘制的屏幕可见
    pygame.display.flip()

修改check_events()函数：为Play按钮添加响应事件

# 增加了参数，记得修改主程序
def check_events(ai_settings, screen, ship, bullets, stats, play_button, aliens):
    for event in pygame.event.get():
        -- snip --
        elif event.type == pygame.MOUSEBUTTONDOWN:
            mouse_x, mouse_y = pygame.mouse.get_pos()
            check_play_button(stats, play_button, mouse_x, mouse_y, ai_settings,
                              screen, ship, aliens, bullets)

pygame.MOUSEBUTTONDOWN表示鼠标按下事件；通过pygame.mouse的get_pos()来获得鼠标点击处的坐标；最后，通过check_play_button()函数来响应鼠标点击事件，该函数的内容如下：

新增check_play_button()函数：处理鼠标点击事件

def check_play_button(stats, play_button, mouse_x, mouse_y, ai_settings, screen,
                      ship, aliens, bullets):
    """在玩家单机Play按钮时开始新游戏"""
    if play_button.rect.collidepoint(mouse_x, mouse_y) and not stats.game_active:
        # 隐藏光标
        pygame.mouse.set_visible(False)
        # 重置游戏统计信息
        stats.reset_stats()
        stats.game_active = True

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

        # 创建一群新的外星人，并让飞船居中
        create_fleet(ai_settings, screen, ship, aliens)
        ship.center_ship()

通过play_button.rect的collidepoint()方法来确定鼠标是否点击到了button，如果点击到了，并且当前游戏是“非启动”状态，则启动或者重置游戏；

如果不对stats.game_active进行确认，则在游戏中，即使Play按钮消失了，鼠标点击它原来所在的地方，也会重置游戏。

在游戏中，为了避免光标的影响，游戏时我们通过pygame.mouse的set_visible()方法将其隐藏；游戏结束时，重新显示光标，为此，需要修改ship_hit()函数：

def ship_hit(ai_settings, stats, screen, ship, aliens, bullets):
    -- snip --
    else:
        -- snip --
        pygame.mouse.set_visible(True)

最后，程序的效果如下：

每当消灭一批舰队后，我们就为游戏里的元素提个速，为此，需要修改settings.py和game_functions.py模块。

添加一个提速倍率参数，并增加两个方法：

class Settings:
    def __init__(self):
        -- snip --
        # 以什么样的速度提节奏
        self.speedup_scale = 1.1
        # 前面有四个属性放到了该方法中
        self.initialize_dynamic_settings()

    def initialize_dynamic_settings(self):
        """初始化随游戏进行而变化的设置"""
        self.ship_speed_factor = 1.5
        self.bullet_speed_factor = 3
        self.alien_speed_factor = 1

        # 外星舰队方向标志：1向右，-1向左
        self.fleet_direction = 1

    def increase_speed(self):
        """提高速度"""
        self.ship_speed_factor *= self.speedup_scale
        self.bullet_speed_factor *= self.speedup_scale
        self.alien_speed_factor *= self.speedup_scale

我们将需要修改的四个参数放到了initialize_dynamic_settings()方法中，increase_speed()方法用于动态改变游戏参数。

每消灭一批外星舰队，就对游戏提速，需要修改check_bullet_alien_collisions()函数：

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

当重新开始游戏时，需要将这些被修改了的参数改回默认值，为此，需要修改check_play_button()函数：

def check_play_button(stats, play_button, mouse_x, mouse_y, ai_settings, screen,
                      ship, aliens, bullets):
    if play_button.rect.collidepoint(mouse_x,
                                     mouse_y) and not stats.game_active:
        # 重置游戏设置
        ai_settings.initialize_dynamic_settings()
        -- snip --

下面我们将实现一个记分系统，实时跟踪玩家的得分，并显示最高得分，当前等级和余下的飞船数。首先，我们需要创建一个Scoreboard类。

新增一个Scoreboard类，用作屏幕中的记分板，它的屏幕正中央上方部分是最高分数，屏幕右边是当前分数和等级，左上角是剩余的飞船数量，飞船数量用图片表示，因此，我们还要将Ship类更改为从Sprite继承。

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

class Scoreboard:
    """显示得分信息的类"""
    def __init__(self, ai_settings, screen, stats):
        """初始化显示得分涉及的属性"""
        self.screen = screen
        self.screen_rect = screen.get_rect()
        self.ai_settings = ai_settings
        self.stats = stats

        # 显示得分信息时使用的字体设置
        self.text_color = (30, 30, 30)
        self.font = pygame.font.SysFont(None, 48)

        # 生成当前得分、最高得分、当前等级和当前剩余的飞船数
        self.prep_score()
        self.prep_high_score()
        self.prep_level()
        self.prep_ships()

    def prep_score(self):
        """将得分转换为图片"""
        rounded_score = round(self.stats.score, -1)
        # 在得分中插入逗号
        score_str = "{:,}".format(rounded_score)
        self.score_image = self.font.render(score_str, True, self.text_color,
                                            self.ai_settings.bg_color)

        # 将得分放在屏幕右上角
        self.score_rect = self.score_image.get_rect()
        self.score_rect.right = self.screen_rect.right - 20
        self.score_rect.top = 20

    def prep_high_score(self):
        """将最高得分转化为图像"""
        high_score = round(self.stats.high_score, -1)
        high_score_str = "{:,}".format(high_score)
        self.high_score_image = self.font.render(high_score_str, True, self.text_color,
                                                 self.ai_settings.bg_color)

        # 将最高得分放在屏幕顶部中央
        self.high_score_rect = self.high_score_image.get_rect()
        self.high_score_rect.centerx = self.screen_rect.centerx
        self.high_score_rect.top = self.score_rect.top

    def prep_level(self):
        """将等级转化为图像"""
        self.level_image = self.font.render(str(self.stats.level), True, self.text_color,
                                            self.ai_settings.bg_color)

        # 将等级放在得分下方
        self.level_rect = self.level_image.get_rect()
        self.level_rect.right = self.score_rect.right
        self.level_rect.top = self.score_rect.bottom + 10

    def prep_ships(self):
        """显示还余下多少艘飞船"""
        self.ships = Group()
        for ship_number in range(self.stats.ships_left):
            ship = Ship(self.ai_settings, self.screen)
            ship.rect.x = 10 + ship_number * ship.rect.width
            ship.rect.y = 10
            self.ships.add(ship)

    def show_score(self):
        """在屏幕上显示得分板"""
        self.screen.blit(self.score_image, self.score_rect)
        self.screen.blit(self.high_score_image, self.high_score_rect)
        self.screen.blit(self.level_image, self.level_rect)
        # 绘制飞船
        self.ships.draw(self.screen)

设置外星人的分数，外星人分数增长的速度：

class Settings:
    def __init__(self):
        -- snip --
        # 外星人点数的提高速度
        self.score_scale = 1.5

        self.initialize_dynamic_settings()

    def initialize_dynamic_settings(self):
        -- snip --
        # 记分, 每一个外星人的分数
        self.alien_points = 50

    def increase_speed(self):
        -- snip --
        # 动态增加每个外星人的分数
        self.alien_points = int(self.alien_points * self.score_scale)

在GameStats中设置一个用于记录最高分的属性，也正因此，应该将它放在构造函数中，它只会变大，在没有重新运行游戏前，它不会被重置为0；在reset_stats()方法中，初始化score和level两个属性，这两个属性每点一次Play按钮都会被重置。对于level这个属性，每消灭一批舰队，level就加1.

class GameStats:
    def __init__(self, ai_settings):
        -- snip --
        # 在任何情况下都不应重置最高得分
        self.high_score = 0

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

-- snip --
from scoreboard import Scoreboard

def run_game():
    -- snip --
    # 创建计分板
    score = Scoreboard(ai_settings, screen, stats)

    # 开始游戏的主循环
    while True:
        # 添加score参数
        gf.check_events(ai_settings, screen, ship, bullets, stats, play_button,
                        aliens, score)

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

从上面的注释可以看出，我们生成了一个计分板的实例score；game_functions.py中的四个函数都要添加score参数，换句话说，这四个函数都要修改，下面我们逐一修改这四个函数。

有几个函数只需要在参数列表中增加score参数：

# 增加score参数
def check_events(ai_settings, screen, ship, bullets, stats, play_button, aliens, score):
    for event in pygame.event.get():
        -- snip --
        elif event.type == pygame.MOUSEBUTTONDOWN:
            mouse_x, mouse_y = pygame.mouse.get_pos()
            # 增加score参数, 该函数有所改动
            check_play_button(stats, play_button, mouse_x, mouse_y, ai_settings,
                              screen, ship, aliens, bullets, score)

# 增加score参数
def update_bullets(bullets, aliens, ship, screen, ai_settings, stats, score):
    -- snip --
    # 增加score参数，该函数有所改动
    check_bullet_alien_collisions(ai_settings, screen, ship, aliens, bullets, stats, score)

# 增加score参数
def update_aliens(ai_settings, aliens, ship, screen, bullets, stats, score):
    -- snip --
    if pygame.sprite.spritecollideany(ship, aliens):
        # 增加score参数，该函数有所改动
        ship_hit(ai_settings, stats, screen, ship, aliens, bullets, score)
    # 增加score参数，该函数有所改动
    check_aliens_bottom(ai_settings, stats, screen, ship, aliens, bullets, score)

# 增加score参数，该函数有所改动
def update_screen(ai_settings, screen, ship, bullets, aliens, stats, play_button, score):
    -- snip --
    aliens.draw(screen)
    # 在if语句前面添加绘制计分板的代码
    # 显示得分
    score.show_score()

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

接下来是改动较多的函数。

# 添加了score参数
def check_play_button(stats, play_button, mouse_x, mouse_y, ai_settings, screen,
                      ship, aliens, bullets, score):
    """在玩家单机Play按钮时开始新游戏"""
    if play_button.rect.collidepoint(mouse_x,
                                     mouse_y) and not stats.game_active:
        -- snip --
        stats.game_active = True  # 这一句不是新增的
        
        # 以下四行是新增的
        score.prep_score()
        score.prep_high_score()
        score.prep_level()
        score.prep_ships()

        # 清空外星人列表和子弹列表
        -- snip --

首先参数列表添加了score参数，if判断中还添加了四行生成计分板的代码。之所以这里要添加这四行代码，其实是为了当你重新开始（也就是第二次及以后点击Play按钮）游戏时，计分板能正确显示。

当第一运行游戏时，没有这四行也能正确显示计分板。但是从第二次点击Play开始，如果没有这四行，游戏的各个参数虽然更新了（通过check_play_button()中的各种重置函数得到了更新），可这些更新还没有让记分板中这四个参数的图像得到重新绘制，即属性的更新没有自动触发score的这四个函数。所以显示会不正确，因此必须在这里添加这四行代码。

# 增加了score参数
def update_screen(ai_settings, screen, ship, bullets, aliens, stats, play_button, score):
    -- snip --
    # 增加显示得分的代码
    score.show_score()

    if not stats.game_active:
        -- snip --

这俩函数只是增加参数而已。

# 增加了score参数
def update_bullets(bullets, aliens, ship, screen, ai_settings, stats, score):
    -- snip --
    # 增加了score参数, 函数有改动
    check_bullet_alien_collisions(ai_settings, screen, ship, aliens, bullets, stats, score)

# 增加了score参数
def update_aliens(ai_settings, aliens, ship, screen, bullets, stats, score):
    -- snip --
    # 检测外星人和飞船之间的碰撞
    if pygame.sprite.spritecollideany(ship, aliens):
        # 增加了score参数, 函数有改动
        ship_hit(ai_settings, stats, screen, ship, aliens, bullets, score)
    # 增加了score参数
    check_aliens_bottom(ai_settings, stats, screen, ship, aliens, bullets, score)

check_aliens_bottom()内也变化也不大，该函数的变化不再以代码的形式多带带列出：

该函数增加了一个score参数，它内部调用了ship_hit()函数，为这个调用也增加score参数。这就是全部变化。

# 增加了score参数
def check_bullet_alien_collisions(ai_settings, screen, ship, aliens, bullets, stats, score):
    collisions = pygame.sprite.groupcollide(bullets, aliens, True, True)

    if collisions:
        for aliens in collisions.values():
            stats.score += ai_settings.alien_points * len(aliens)
            # 其实这里可以将其放到for循环之外，应为并不能立刻就呈现分数变化
            # 要等到主程序中的update_screen()中才能呈现
            score.prep_score()
        # 该函数是新增的
        check_high_score(stats, score)

    if len(aliens) == 0:
        # 删除现有的子弹并创建新的舰队
        bullets.empty()
        ai_settings.increase_speed()

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

        create_fleet(ai_settings, screen, ship, aliens)

首先我们增加了一个判断语句，用于根据消灭的外星人来增加分数，由于有可能一颗子弹打到多个外星人但只算了一个外星人的分数，所有用循环来确保消灭掉的每一个外星人都得到了统计。collisions是一个字典，这里子弹是键，该子弹消灭的外星人对象为值（是个列表）。

我们还新增了一个更新最高积分的函数check_high_score()，它的代码如下：

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

第二个if中，添加了增加等级的语句，紧跟着的是重新在计分板中绘制等级图像。

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

        # 更新记分牌
        score.prep_ships()
        # 清空外星人列表和子弹列表
        -- snip --

至此所有的添加都已经结束，下图是游戏的最终效果：

Python小游戏告一段落，一共三篇文章。本文中讲述了：

如何创建用于开始新游戏的Play按钮；

如何检测鼠标点击事件；

如何在游戏处于活动状态时隐藏光标；

如何随游戏的进行调整节奏；

如何实现记分系统；

以及如何以文本和非文本方式显示信息。

后三篇文章将是使用Python来进行数据统计分析、绘图等内容。

迎大家关注我的微信公众号"代码港" & 个人网站 www.vpointer.net ~