记分

第 14 章　记分 - 图1

在本章中，我们将结束游戏《外星人入侵》的开发。我们将添加一个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。我们还将修改这个游戏，使其在玩家的等级提高时加快节奏，并实现一个记分系统。阅读本章后，你将掌握足够多的知识，能够开始编写随玩家等级提高而加大难度以及显示得分的游戏。

14.1　添加Play按钮

在本节中，我们将添加一个Play按钮，它在游戏开始前出现，并在游戏结束后再次出现，让玩家能够开始新游戏。

当前，这个游戏在玩家运行alien_invasion.py时就开始了。下面让游戏一开始处于非活动状态，并提示玩家单击Play按钮来开始游戏。为此，在game_stats.py中输入如下代码：

game_stats.py

  1.     def __init__(self, ai_settings):
  2.         """初始化统计信息"""
  3.         self.ai_settings = ai_settings
  4.         self.reset_stats()
  6.         # 让游戏一开始处于非活动状态
  7.         self.game_active = False
  9.     def reset_stats(self):
  10.         --snip--

现在游戏一开始将处于非活动状态，等我们创建Play按钮后，玩家才能开始游戏。

14.1.1　创建Button类

由于Pygame没有内置创建按钮的方法，我们创建一个Button类，用于创建带标签的实心矩形。你可以在游戏中使用这些代码来创建任何按钮。下面是Button类的第一部分，请将这个类保存为文件button.py：

button.py

  1. import pygame.font
  3. class Button():
  5.     def __init__(self, ai_settings, screen, msg): ❶
  6.         """初始化按钮的属性"""
  7.         self.screen = screen
  8.         self.screen_rect = screen.get_rect()
  10.         # 设置按钮的尺寸和其他属性
  11.         self.width, self.height = 200, 50 ❷
  12.         self.button_color = (0, 255, 0)
  13.         self.text_color = (255, 255, 255)
  14.         self.font = pygame.font.SysFont(None, 48) ❸
  16.         # 创建按钮的rect对象，并使其居中
  17.         self.rect = pygame.Rect(0, 0, self.width, self.height) ❹
  18.         self.rect.center = self.screen_rect.center
  20.         # 按钮的标签只需创建一次
  21.         self.prep_msg(msg) ❺

首先，我们导入了模块pygame.font，它让Pygame能够将文本渲染到屏幕上。方法__init__()接受参数self，对象ai_settings和screen，以及msg，其中msg是要在按钮中显示的文本（见❶）。我们设置按钮的尺寸（见❷），然后通过设置button_color让按钮的rect对象为亮绿色，并通过设置text_color让文本为白色。

在（见❸）处，我们指定使用什么字体来渲染文本。实参None让Pygame使用默认字体，而48指定了文本的字号。为让按钮在屏幕上居中，我们创建一个表示按钮的rect对象（见❹），并将其center属性设置为屏幕的center属性。

Pygame通过将你要显示的字符串渲染为图像来处理文本。在❺处，我们调用prep_msg()来处理这样的渲染。

prep_msg()的代码如下：

button.py

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

方法prep_msg()接受实参self以及要渲染为图像的文本（msg）。调用font.render()将存储在msg中的文本转换为图像，然后将该图像存储在msg_image中（见❶）。方法font.render()还接受一个布尔实参，该实参指定开启还是关闭反锯齿功能（反锯齿让文本的边缘更平滑）。余下的两个实参分别是文本颜色和背景色。我们启用了反锯齿功能，并将文本的背景色设置为按钮的颜色（如果没有指定背景色，Pygame将以透明背景的方式渲染文本）。

在❷处，我们让文本图像在按钮上居中：根据文本图像创建一个rect，并将其center属性设置为按钮的center属性。

最后，我们创建方法draw_button()，通过调用它可将这个按钮显示到屏幕上：

button.py

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

我们调用screen.fill()来绘制表示按钮的矩形，再调用screen.blit()，并向它传递一幅图像以及与该图像相关联的rect对象，从而在屏幕上绘制文本图像。至此，Button类便创建好了。

14.1.2　在屏幕上绘制按钮

我们将使用Button类来创建一个Play按钮。鉴于只需要一个Play按钮，我们直接在alien_invasion.py中创建它，如下所示：

alien_invasion.py

  1. --snip--
  2. from game_stats import GameStats
  3. from button import Button
  4. --snip--
  6. def run_game():
  7.     --snip--
  8.     pygame.display.set_caption("Alien Invasion")
  10.     # 创建Play按钮
  11.     play_button = Button(ai_settings, screen, "Play") ❶
  12.     --snip--
  14.     # 开始游戏主循环
  15.     while True:
  16.         --snip--
  17.         gf.update_screen(ai_settings, screen, stats, ship, aliens, bullets, ❷
  18.             play_button)
  20. run_game()

我们导入Button类，并创建一个名为play_button的实例（见❶），然后我们将play_button传递给update_screen()，以便能够在屏幕更新时显示按钮（见❷）。

接下来，修改update_screen()，以便在游戏处于非活动状态时显示Play按钮：

game_functions.py

  1. def update_screen(ai_settings, screen, stats, ship, aliens, bullets,
  2.         play_button):
  3.     """更新屏幕上的图像，并切换到新屏幕"""
  4.     --snip--
  6.     # 如果游戏处于非活动状态，就绘制Play按钮
  7.     if not stats.game_active:
  8.         play_button.draw_button()
  10.     # 让最近绘制的屏幕可见
  11.     pygame.display.flip()

为让Play按钮位于其他所有屏幕元素上面，我们在绘制其他所有游戏元素后再绘制这个按钮，然后切换到新屏幕。如果你现在运行这个游戏，将在屏幕中央看到一个Play按钮，如图14-1所示。

{%}

图14-1　游戏处于非活动状态时出现的Play按钮

14.1.3　开始游戏

为在玩家单击Play按钮时开始新游戏，需在game_functions.py中添加如下代码，以监视与这个按钮相关的鼠标事件：

game_functions.py

  1. def check_events(ai_settings, screen, stats, play_button, ship, bullets):
  2.     """响应按键和鼠标事件"""
  3.     for event in pygame.event.get():
  4.         if event.type == pygame.QUIT:
  5.             --snip--
  6.         elif event.type == pygame.MOUSEBUTTONDOWN: ❶
  7.             mouse_x, mouse_y = pygame.mouse.get_pos() ❷
  8.             check_play_button(stats, play_button, mouse_x, mouse_y) ❸
  10. def check_play_button(stats, play_button, mouse_x, mouse_y):
  11.     """在玩家单击Play按钮时开始新游戏"""
  12.     if play_button.rect.collidepoint(mouse_x, mouse_y): ❹
  13.         stats.game_active = True

我们修改了check_events()的定义，在其中添加了形参stats和play_button。我们将使用stats来访问标志game_active，并使用play_button来检查玩家是否单击了Play按钮。

无论玩家单击屏幕的什么地方，Pygame都将检测到一个MOUSEBUTTONDOWN事件（见❶），但我们只想让这个游戏在玩家用鼠标单击Play按钮时作出响应。为此，我们使用了pygame.mouse.get_pos()，它返回一个元组，其中包含玩家单击时鼠标的x和y坐标（见❷）。我们将这些值传递给函数check_play_button()（见❸），而这个函数使用collidepoint()检查鼠标单击位置是否在Play按钮的rect内（见❹）。如果是这样的，我们就将game_active设置为True，让游戏就此开始！

在alien_invasion.py中调用check_events()，需要传递另外两个实参——stats和play_button：

alien_invasion.py

  1.     # 开始游戏主循环
  2.     while True:
  3.         gf.check_events(ai_settings, screen, stats, play_button, ship,
  4.             bullets)
  5.         --snip--

至此，你应该能够开始这个游戏了。游戏结束时，game_active应为False，并重新显示Play按钮。

14.1.4　重置游戏

前面编写的代码只处理了玩家第一次单击Play按钮的情况，而没有处理游戏结束的情况，因为没有重置导致游戏结束的条件。

为在玩家每次单击Play按钮时都重置游戏，需要重置统计信息、删除现有的外星人和子弹、创建一群新的外星人，并让飞船居中，如下所示：

game_functions.py

  1. def check_play_button(ai_settings, screen, stats, play_button, ship, aliens,
  2.         bullets, mouse_x, mouse_y):
  3.     """在玩家单击Play按钮时开始新游戏"""
  4.     if play_button.rect.collidepoint(mouse_x, mouse_y):
  5.         # 重置游戏统计信息
  6.         stats.reset_stats() ❶ 
  7.         stats.game_active = True
  9.         # 清空外星人列表和子弹列表
  10.         aliens.empty() ❷
  11.         bullets.empty()
  13.         # 创建一群新的外星人，并让飞船居中
  14.         create_fleet(ai_settings, screen, ship, aliens) ❸
  15.         ship.center_ship()

我们更新了check_play_button()的定义，使其能够访问ai_settings、stats、ship、aliens和bullets。为重置在游戏期间发生了变化的设置以及刷新游戏的视觉元素，它需要这些对象。

在❶处，我们重置了游戏统计信息，给玩家提供了三艘新飞船。接下来，我们将game_active设置为True（这样，这个函数的代码执行完毕后，游戏就会开始），清空编组aliens和bullets（见❷），创建一群新的外星人，并将飞船居中（见❸）。

check_events()的定义需要修改，调用check_play_button()的代码亦如此：

game_functions.py

  1. def check_events(ai_settings, screen, stats, play_button, ship, aliens,
  2.         bullets):
  3.     """响应按键和鼠标事件"""
  4.     for event in pygame.event.get():
  5.         if event.type == pygame.QUIT:
  6.             --snip--
  7.         elif event.type == pygame.MOUSEBUTTONDOWN:
  8.             mouse_x, mouse_y = pygame.mouse.get_pos()
  9.             check_play_button(ai_settings, screen, stats, play_button, ship, ❶
  10.                 aliens, bullets, mouse_x, mouse_y)

check_events()的定义需要形参aliens，以便将它传递给check_play_button()。接下来，我们修改了调用check_play_button()的代码，以将合适的实参传递给它（见❶）。

下面来修改alien_invasion.py中调用check_events()的代码，以将实参aliens传递给它：

alien_invasion.py

  1.     # 开始游戏主循环
  2.     while True:
  3.         gf.check_events(ai_settings, screen, stats, play_button, ship,
  4.             aliens, bullets)
  5.         --snip--

现在，每当玩家单击Play按钮时，这个游戏都将正确地重置，让玩家想玩多少次就玩多少次！

14.1.5　将Play按钮切换到非活动状态

当前，Play按钮存在一个问题，那就是即便Play按钮不可见，玩家单击其原来所在的区域时，游戏依然会作出响应。游戏开始后，如果玩家不小心单击了Play按钮原来所处的区域，游戏将重新开始！

为修复这个问题，可让游戏仅在game_active为False时才开始：

game_functions.py

  1. def check_play_button(ai_settings, screen, stats, play_button, ship, aliens,
  2.         bullets, mouse_x, mouse_y):
  3.     """玩家单击Play按钮时开始新游戏"""
  4.     button_clicked = play_button.rect.collidepoint(mouse_x, mouse_y) ❶
  5.     if button_clicked and not stats.game_active: ❷
  6.         #重置游戏统计信息
  7.         --snip--

标志button_clicked的值为True或False（见❶），仅当玩家单击了Play按钮且游戏当前处于非活动状态时，游戏才重新开始（见❷）。为测试这种行为，可开始新游戏，并不断地单击Play按钮原来所在的区域。如果一切都像预期的那样工作，单击Play按钮原来所处的区域应该没有任何影响。

14.1.6　隐藏光标

为让玩家能够开始游戏，我们要让光标可见，但游戏开始后，光标只会添乱。为修复这种问题，我们在游戏处于活动状态时让光标不可见：

game_functions.py

  1. def check_play_button(ai_settings, screen, stats, play_button, ship, aliens,
  2.         bullets, mouse_x, mouse_y):
  3.     """在玩家单击Play按钮时开始新游戏"""
  4.     button_clicked = play_button.rect.collidepoint(mouse_x, mouse_y)
  5.     if button_clicked and not stats.game_active:
  6.         # 隐藏光标
  7.         pygame.mouse.set_visible(False)
  8.         --snip--

通过向set_visible()传递False，让Pygame在光标位于游戏窗口内时将其隐藏起来。

游戏结束后，我们将重新显示光标，让玩家能够单击Play按钮来开始新游戏。相关的代码如下：

game_functions.py

  1. def ship_hit(ai_settings, screen, stats, ship, aliens, bullets):
  2.     """响应飞船被外星人撞到"""
  3.     if stats.ships_left > 0:
  4.         --snip--
  5.     else:
  6.         stats.game_active = False
  7.         pygame.mouse.set_visible(True)

在ship_hit()中，我们在游戏进入非活动状态后，立即让光标可见。关注这样的细节让游戏显得更专业，也让玩家能够专注于玩游戏而不是费力搞明白用户界面。

动手试一试

14-1 按P开始新游戏：鉴于游戏《外星人入侵》使用键盘来控制飞船，最好让玩家也能够通过按键来开始游戏。请添加让玩家在按P时开始游戏的代码。也许这样做会有所帮助：将check_play_button()的一些代码提取出来，放到一个名为start_game()的函数中，并在check_play_button()和check_keydown_events()中调用这个函数。

14-2 射击练习：创建一个矩形，它在屏幕右边缘以固定的速度上下移动。然后，在屏幕左边缘创建一艘飞船，玩家可上下移动该飞船，并射击前述矩形目标。添加一个用于开始游戏的Play按钮，在玩家三次未击中目标时结束游戏，并重新显示Play按钮，让玩家能够通过单击该按钮来重新开始游戏。

14.2　提高等级

当前，将整群外星人都消灭干净后，玩家将提高一个等级，但游戏的难度并没有变。下面来增加一点趣味性：每当玩家将屏幕上的外星人都消灭干净后，加快游戏的节奏，让游戏玩起来更难。

14.2.1　修改速度设置

我们首先重新组织Settings类，将游戏设置划分成静态的和动态的两组。对于随着游戏进行而变化的设置，我们还确保它们在开始新游戏时被重置。settings.py的方法__init__()如下：

settings.py

  1.     def __init__(self):
  2.         """初始化游戏的静态设置"""
  3.         # 屏幕设置
  4.         self.screen_width = 1200
  5.         self.screen_height = 800
  6.         self.bg_color = (230, 230, 230)
  8.         # 飞船设置
  9.         self.ship_limit = 3
  11.         # 子弹设置
  12.         self.bullet_width = 3
  13.         self.bullet_height = 15
  14.         self.bullet_color = 60, 60, 60
  15.         self.bullets_allowed = 3
  17.         # 外星人设置
  18.         self.fleet_drop_speed = 10
  20.         # 以什么样的速度加快游戏节奏
  21.         self.speedup_scale = 1.1 ❶
  23.         self.initialize_dynamic_settings() ❷

我们依然在__init__()中初始化静态设置。在❶处，我们添加了设置speedup_scale，用于控制游戏节奏的加快速度：2表示玩家每提高一个等级，游戏的节奏就翻倍；1表示游戏节奏始终不变。将其设置为1.1能够将游戏节奏提高到够快，让游戏既有难度，又并非不可完成。最后，我们调用initialize_dynamic_settings()，以初始化随游戏进行而变化的属性（见❷）。

initialize_dynamic_settings()的代码如下：

settings.py

  1.     def initialize_dynamic_settings(self):
  2.         """初始化随游戏进行而变化的设置"""
  3.         self.ship_speed_factor = 1.5
  4.         self.bullet_speed_factor = 3
  5.         self.alien_speed_factor = 1
  7.         # fleet_direction为1表示向右；为-1表示向左
  8.         self.fleet_direction = 1

这个方法设置了飞船、子弹和外星人的初始速度。随游戏的进行，我们将提高这些速度，而每当玩家开始新游戏时，都将重置这些速度。在这个方法中，我们还设置了fleet_direction，使得游戏刚开始时，外星人总是向右移动。每当玩家提高一个等级时，我们都使用increase_speed()来提高飞船、子弹和外星人的速度：

settings.py

  1.     def increase_speed(self):
  2.         """提高速度设置"""
  3.         self.ship_speed_factor = self.speedup_scale
  4.         self.bullet_speed_factor = self.speedup_scale
  5.         self.alien_speed_factor *= self.speedup_scale

为提高这些游戏元素的速度，我们将每个速度设置都乘以speedup_scale的值。

在check_bullet_alien_collisions()中，我们在整群外星人都被消灭后调用increase_speed()来加快游戏的节奏，再创建一群新的外星人：

game_functions.py

  1. def check_bullet_alien_collisions(ai_settings, screen, ship, aliens, bullets):
  2.     --snip--
  3.     if len(aliens) == 0:
  4.         # 删除现有的子弹，加快游戏节奏，并创建一群新的外星人
  5.         bullets.empty()
  6.         ai_settings.increase_speed()
  7.         create_fleet(ai_settings, screen, ship, aliens)

通过修改速度设置ship_speed_factor、alien_speed_factor和bullet_speed_factor的值，足以加快整个游戏的节奏！

14.2.2　重置速度

每当玩家开始新游戏时，我们都需要将发生了变化的设置重置为初始值，否则新游戏开始时，速度设置将是前一次游戏增加了的值：

game_functions.py

  1. def check_play_button(ai_settings, screen, stats, play_button, ship, aliens,
  2.         bullets, mouse_x, mouse_y):
  3.     """在玩家单击Play按钮时开始新游戏"""
  4.     button_clicked = play_button.rect.collidepoint(mouse_x, mouse_y)
  5.     if button_clicked and not stats.game_active:
  6.         # 重置游戏设置
  7.         ai_settings.initialize_dynamic_settings()
  9.         # 隐藏光标
  10.         pygame.mouse.set_visible(False)
  11.         --snip--

现在，游戏《外星人入侵》玩起来更有趣，也更有挑战性。每当玩家将屏幕上的外星人消灭干净后，游戏都将加快节奏，因此难度会更大些。如果游戏的难度提高得太快，可降低settings.speedup_scale的值；如果游戏的挑战性不足，可稍微提高这个设置的值。找出这个设置的最佳值，让难度的提高速度相对合理：一开始的几群外星人很容易消灭干净；接下来的几群消灭起来有一定难度，但也不是不可能；而要将更靠后的外星人群消灭干净几乎不可能。

动手试一试

14-3 有一定难度的射击练习：以你为完成练习14-2而做的工作为基础，让标靶的移动速度随游戏进行而加快，并在玩家单击Play按钮时将其重置为初始值。

14.3　记分

下面来实现一个记分系统，以实时地跟踪玩家的得分，并显示最高得分、当前等级和余下的飞船数。

得分是游戏的一项统计信息，因此我们在GameStats中添加一个score属性：

game_stats.py

  1. class GameStats():
  2.     --snip--
  3.     def reset_stats(self):
  4.         """初始化随游戏进行可能变化的统计信息"""
  5.         self.ships_left = self.ai_settings.ship_limit
  6.         self.score = 0

为在每次开始游戏时都重置得分，我们在reset_stats()而不是__init__()中初始化score。

14.3.1　显示得分

为在屏幕上显示得分，我们首先创建一个新类Scoreboard。就当前而言，这个类只显示当前得分，但后面我们也将使用它来显示最高得分、等级和余下的飞船数。下面是这个类的前半部分，它被保存为文件scoreboard.py：

scoreboard.py

  1. import pygame.font
  3. class Scoreboard():
  4.     """显示得分信息的类"""
  6.     def __init__(self, ai_settings, screen, stats): ❶
  7.         """初始化显示得分涉及的属性"""
  8.         self.screen = screen
  9.         self.screen_rect = screen.get_rect()
  10.         self.ai_settings = ai_settings
  11.         self.stats = stats
  13.         # 显示得分信息时使用的字体设置
  14.         self.text_color = (30, 30, 30) ❷
  15.         self.font = pygame.font.SysFont(None, 48) ❸
  17.         # 准备初始得分图像
  18.         self.prep_score() ❹

由于Scoreboard在屏幕上显示文本，因此我们首先导入模块pygame.font。接下来，我们在__init__()中包含形参ai_settings、screen和stats，让它能够报告我们跟踪的值（见❶）。然后，我们设置文本颜色（见❷）并实例化一个字体对象（见❸）。

为将要显示的文本转换为图像，我们调用了prep_score()（见❹），其定义如下：

scoreboard.py

  1.     def prep_score(self):
  2.       """将得分转换为一幅渲染的图像"""
  3.         score_str = str(self.stats.score) ❶
  4.         self.score_image = self.font.render(score_str, True, self.text_color, ❷
  5.             self.ai_settings.bg_color)
  7.         # 将得分放在屏幕右上角
  8.         self.score_rect = self.score_image.get_rect() ❸
  9.         self.score_rect.right = self.screen_rect.right - 20 ❹
  10.         self.score_rect.top = 20 ❺

在prep_score()中，我们首先将数字值stats.score转换为字符串（见❶），再将这个字符串传递给创建图像的render()（见❷）。为在屏幕上清晰地显示得分，我们向render()传递了屏幕背景色，以及文本颜色。

我们将得分放在屏幕右上角，并在得分增大导致这个数字更宽时让它向左延伸。为确保得分始终锚定在屏幕右边，我们创建了一个名为score_rect的rect（见❸），让其右边缘与屏幕右边缘相距20像素（见❹），并让其上边缘与屏幕上边缘也相距20像素（见❺）。

最后，我们创建方法show_score()，用于显示渲染好的得分图像：

scoreboard.py

  1.     def show_score(self):
  2.         """在屏幕上显示得分"""
  3.         self.screen.blit(self.score_image, self.score_rect)

这个方法将得分图像显示到屏幕上，并将其放在score_rect指定的位置。

14.3.2　创建记分牌

为显示得分，我们在alien_invasion.py中创建一个Scoreboard实例：

alien_invasion.py

  1. --snip--
  2. from game_stats import GameStats
  3. from scoreboard import Scoreboard
  4. --snip--
  5. def run_game():
  6.     --snip--
  7.     # 创建存储游戏统计信息的实例，并创建记分牌
  8.     stats = GameStats(ai_settings)
  9.     sb = Scoreboard(ai_settings, screen, stats) ❶ 
  10.     --snip--
  11.     # 开始游戏主循环
  12.     while True:
  13.         --snip--
  14.         gf.update_screen(ai_settings, screen, stats, sb, ship, aliens, ❷
  15.             bullets, play_button)
  17. run_game()

我们导入新创建的类Scoreboard，并在创建实例stats后创建了一个名为sb的Scoreboard实例（见❶）。接下来，我们将sb传递给update_screen()，让它能够在屏幕上显示得分（见❷）。

为显示得分，将update_screen()修改成下面这样：

game_functions.py

  1. def update_screen(ai_settings, screen, stats, sb, ship, aliens, bullets,
  2.         play_button):
  3.     --snip--
  4.     # 显示得分
  5.     sb.show_score()
  7.     # 如果游戏处于非活动状态，就显示Play按钮
  8.     if not stats.game_active:
  9.         play_button.draw_button()
  11.     # 让最近绘制的屏幕可见
  12.     pygame.display.flip()

我们在update_screen()的形参列表中添加了sb，并在绘制Play按钮前调用show_score。

如果现在运行这个游戏，你将在屏幕右上角看到0（当前，我们只想在进一步开发记分系统前确认得分出现在正确的地方）。图14-2显示了游戏开始前的得分。

{%}

图14-2　得分出现在屏幕右上角

下面来指定每个外星人值多少点！

14.3.3　在外星人被消灭时更新得分

为在屏幕上实时地显示得分，每当有外星人被击中时，我们都更新stats.score的值，再调用prep_score()更新得分图像。但在此之前，我们需要指定玩家每击落一个外星人都将得到多少个点：

settings.py

  1.     def initialize_dynamic_settings(self):
  2.         --snip--
  4.         # 记分
  5.         self.alien_points = 50

随着游戏的进行，我们将提高每个外星人值的点数。为确保每次开始新游戏时这个值都会被重置，我们在initialize_dynamic_settings()中设置它。

在check_bullet_alien_collisions()中，每当有外星人被击落时，都更新得分：

game_functions.py

  1. def check_bullet_alien_collisions(ai_settings, screen, stats, sb, ship,
  2.         aliens, bullets):
  3.     """响应子弹和外星人发生碰撞"""
  4.     # 删除发生碰撞的子弹和外星人
  5.     collisions = pygame.sprite.groupcollide(bullets, aliens, True, True)
  7.     if collisions:
  8.         stats.score += ai_settings.alien_points ❶
  9.         sb.prep_score()
  10.     --snip--

我们更新check_bullet_alien_collisions()的定义，在其中包含了形参stats和sb，让它能够更新得分和记分牌。有子弹撞到外星人时，Pygame返回一个字典（collisions）。我们检查这个字典是否存在，如果存在，就将得分加上一个外星人值的点数（见❶）。接下来，我们调用prep_score()来创建一幅显示最新得分的新图像。

我们需要修改update_bullets()，确保在函数之间传递合适的实参：

game_functions.py

  1. def update_bullets(ai_settings, screen, stats, sb, ship, aliens, bullets):
  2.     """更新子弹的位置，并删除已消失的子弹"""
  3.     --snip--
  5.     check_bullet_alien_collisions(ai_settings, screen, stats, sb, ship,
  6.         aliens, bullets)

在update_bullets()的定义中，需要新增形参stats和sb，而调用check_bullet_alien_collisions()时，也需要传递实参stats和sb。

我们还需要修改主while循环中调用update_bullets()的代码：

alien_invasion.py

  1.     # 开始游戏主循环
  2.     while True:
  3.         gf.check_events(ai_settings, screen, stats, play_button, ship,
  4.             aliens, bullets)
  5.         if stats.game_active:
  6.             ship.update()
  7.             gf.update_bullets(ai_settings, screen, stats, sb, ship, aliens,
  8.                 bullets)
  9.             --snip--

调用update_bullets()时，需要传递实参stats和sb。

如果你现在运行这个游戏，得分将不断增加！

14.3.4　将消灭的每个外星人的点数都计入得分

当前，我们的代码可能遗漏了一些被消灭的外星人。例如，如果在一次循环中有两颗子弹射中了外星人，或者因子弹更宽而同时击中了多个外星人，玩家将只能得到一个被消灭的外星人的点数。为修复这种问题，我们来调整检测子弹和外星人碰撞的方式。

在check_bullet_alien_collisions()中，与外星人碰撞的子弹都是字典collisions中的一个键；而与每颗子弹相关的值都是一个列表，其中包含该子弹撞到的外星人。我们遍历字典collisions，确保将消灭的每个外星人的点数都记入得分：

game_functions.py

  1. def check_bullet_alien_collisions(ai_settings, screen, stats, sb, ship,
  2.         aliens, bullets):
  3.     --snip--
  4.     if collisions:
  5.         for aliens in collisions.values(): ❶
  6.             stats.score += ai_settings.alien_points * len(aliens)
  7.             sb.prep_score()
  8.     --snip--

如果字典collisions存在，我们就遍历其中的所有值。别忘了，每个值都是一个列表，包含被同一颗子弹击中的所有外星人。对于每个列表，都将一个外星人的点数乘以其中包含的外星人数量，并将结果加入到当前得分中。为测试这一点，请将子弹宽度改为300像素，并核实你得到了更宽的子弹击中的每个外星人的点数，再将子弹宽度恢复到正常值。

14.3.5　提高点数

玩家每提高一个等级，游戏都变得更难，因此处于较高的等级时，外星人的点数应更高。为实现这种功能，我们添加一些代码，以在游戏节奏加快时提高点数：

settings.py

  1. class Settings():
  2.     """存储游戏《外星人入侵》的所有设置的类"""
  4.     def __init__(self):
  5.         --snip--
  6.         # 加快游戏节奏的速度
  7.         self.speedup_scale = 1.1
  8.         # 外星人点数的提高速度
  9.         self.score_scale = 1.5 ❶
  11.         self.initialize_dynamic_settings()
  13.     def increase_speed(self):
  14.         """提高速度设置和外星人点数"""
  15.         self.ship_speed_factor = self.speedup_scale
  16.         self.bullet_speed_factor = self.speedup_scale
  17.         self.alien_speed_factor = self.speedup_scale
  19.         self.alien_points = int(self.alien_points  self.score_scale) ❷

我们定义了点数提高的速度，并称之为score_scale（见❶）。很小的节奏加快速度（1.1）让游戏很快就变得极具挑战性，但为让记分发生显著的变化，需要将点数的提高速度设置为更大的值（1.5）。现在，我们在加快游戏节奏的同时，提高了每个外星人的点数。为让点数为整数，我们使用了函数int()。

为显示外星人的点数，我们在Settings的方法increase_speed()中添加了一条print语句：

settings.py

  1.     def increase_speed(self):
  2.         --snip--
  3.         self.alien_points = int(self.alien_points * self.score_scale)
  4.         print(self.alien_points)

现在每当提高一个等级时，你都会在终端窗口看到新的点数值。

注意　确认点数在不断增加后，一定要删除这条print语句，否则它可能会影响游戏的性能以及分散玩家的注意力。

14.3.6　将得分圆整

大多数街机风格的射击游戏都将得分显示为10的整数倍，下面让我们的记分系统遵循这个原则。我们还将设置得分的格式，在大数字中添加用逗号表示的千位分隔符。我们在Scoreboard中执行这种修改：

scoreboard.py

  1.     def prep_score(self):
  2.         """将得分转换为渲染的图像"""
  3.         rounded_score = int(round(self.stats.score, -1)) ❶
  4.         score_str = "{:,}".format(rounded_score) ❷
  5.         self.score_image = self.font.render(score_str, True, self.text_color,
  6.             self.ai_settings.bg_color)
  7.         --snip--

函数round()通常让小数精确到小数点后多少位，其中小数位数是由第二个实参指定的。然而，如果将第二个实参指定为负数，round()将圆整到最近的10、100、1000等整数倍。❶处的代码让Python将stats.score的值圆整到最近的10的整数倍，并将结果存储到rounded_score中。

注意　在Python 2.7中，round()总是返回一个小数值，因此我们使用int()来确保报告的得分为整数。如果你使用的是Python 3，可省略对int()的调用。

❷处使用了一个字符串格式设置指令，它让Python将数值转换为字符串时在其中插入逗号，例如，输出1,000,000而不是1000000。如果你现在运行这个游戏，看到的将是10的整数倍的整洁得分，即便得分很高亦如此，如图14-3所示。

{%}

图14-3　得分为10的整数倍，并将逗号用作千分位分隔符

14.3.7　最高得分

每个玩家都想超过游戏的最高得分记录。下面来跟踪并显示最高得分，给玩家提供要超越的目标。我们将最高得分存储在GameStats中：

game_stats.py

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

鉴于在任何情况下都不会重置最高得分，我们在__init__()中而不是reset_stats()中初始化high_score。

下面来修改Scoreboard以显示最高得分。先来修改方法__init__()：

scoreboard.py

  1.     def __init__(self, ai_settings, screen, stats):
  2.         --snip--
  3.         # 准备包含最高得分和当前得分的图像
  4.         self.prep_score()
  5.         self.prep_high_score() ❶

最高得分将与当前得分分开显示，因此我们需要编写一个新方法prep_high_score()，用于准备包含最高得分的图像（见❶）。

方法prep_high_score()的代码如下：

scoreboard.py

  1.     def prep_high_score(self):
  2.         """将最高得分转换为渲染的图像"""
  3.         high_score = int(round(self.stats.high_score, -1)) ❶
  4.         high_score_str = "{:,}".format(high_score) ❷
  5.         self.high_score_image = self.font.render(high_score_str, True, ❸
  6.             self.text_color, self.ai_settings.bg_color)
  8.         #将最高得分放在屏幕顶部中央
  9.         self.high_score_rect = self.high_score_image.get_rect()
  10.         self.high_score_rect.centerx = self.screen_rect.centerx ❹
  11.         self.high_score_rect.top = self.score_rect.top ❺

我们将最高得分圆整到最近的10的整数倍（见❶），并添加了用逗号表示的千分位分隔符（见❷）。然后，我们根据最高得分生成一幅图像（见❸），使其水平居中（见❹），并将其top属性设置为当前得分图像的top属性（见❺）。

现在，方法show_score()需要在屏幕右上角显示当前得分，并在屏幕顶部中央显示最高得分：

scoreboard.py

  1.     def show_score(self):
  2.         """在屏幕上显示当前得分和最高得分"""
  3.         self.screen.blit(self.score_image, self.score_rect)
  4.         self.screen.blit(self.high_score_image, self.high_score_rect)

为检查是否诞生了新的最高得分，我们在game_functions.py中添加一个新函数check_high_score()：

game_functions.py

  1. def check_high_score(stats, sb):
  2.     """检查是否诞生了新的最高得分"""
  3.     if stats.score > stats.high_score: ❶
  4.         stats.high_score = stats.score
  5.         sb.prep_high_score()

函数check_high_score()包含两个形参：stats和sb。它使用stats来比较当前得分和最高得分，并在必要时使用sb来修改最高得分图像。在❶处，我们比较当前得分和最高得分，如果当前得分更高，就更新high_score的值，并调用prep_high_score()来更新包含最高得分的图像。

在check_bullet_alien_collisions()中，每当有外星人被消灭，都需要在更新得分后调用check_high_score()：

game_functions.py

  1. def check_bullet_alien_collisions(ai_settings, screen, stats, sb, ship,
  2.         aliens, bullets):
  3.     --snip--
  4.     if collisions:
  5.         for aliens in collisions.values():
  6.             stats.score += ai_settings.alien_points * len(aliens)
  7.             sb.prep_score()
  8.         check_high_score(stats, sb)
  9.     --snip--

字典collisions存在时，我们根据消灭了多少外星人来更新得分，再调用check_high_score()。

第一次玩这款游戏时，当前得分就是最高得分，因此两个地方显示的都是当前得分。但再次开始这个游戏时，最高得分出现在中央，而当前得分出现在右边，如图14-4所示。

{%}

图14-4　最高得分显示在屏幕顶部中央

14.3.8　显示等级

为在游戏中显示玩家的等级，首先需要在GameStats中添加一个表示当前等级的属性。为确保每次开始新游戏时都重置等级，在reset_stats()中初始化它：

game_stats.py

  1.     def reset_stats(self):
  2.         """初始化随游戏进行可能变化的统计信息"""
  3.         self.ships_left = self.ai_settings.ship_limit
  4.         self.score = 0
  5.         self.level = 1

为让Scoreboard能够在当前得分下方显示当前等级，我们在__init__()中调用了一个新方法prep_level()：

scoreboard.py

  1.     def __init__(self, ai_settings, screen, stats):
  2.         --snip--
  4.         # 准备包含得分的初始图像
  5.         self.prep_score()
  6.         self.prep_high_score()
  7.         self.prep_level()

prep_level()的代码如下：

scoreboard.py

  1.     def prep_level(self):
  2.         """将等级转换为渲染的图像"""
  3.         self.level_image = self.font.render(str(self.stats.level), True, ❶
  4.                 self.text_color, self.ai_settings.bg_color)
  6.         # 将等级放在得分下方
  7.         self.level_rect = self.level_image.get_rect()
  8.         self.level_rect.right = self.score_rect.right ❷
  9.         self.level_rect.top = self.score_rect.bottom + 10 ❸

方法prep_level()根据存储在stats.level中的值创建一幅图像（见❶），并将其right属性设置为得分的right属性（见❷）。然后，将top属性设置为比得分图像的bottom属性大10像素，以便在得分和等级之间留出一定的空间（见❸）。

我们还需要更新show_score()：

scoreboard.py

  1.     def show_score(self):
  2.         """在屏幕上显示飞船和得分"""
  3.         self.screen.blit(self.score_image, self.score_rect)
  4.         self.screen.blit(self.high_score_image, self.high_score_rect)
  5.         self.screen.blit(self.level_image, self.level_rect)

在这个方法中，添加了一行在屏幕上显示等级图像的代码。

我们在check_bullet_alien_collisions()中提高等级，并更新等级图像：

game_functions.py

  1. def check_bullet_alien_collisions(ai_settings, screen, stats, sb, ship,
  2.         aliens, bullets):
  3.     --snip--
  4.     if len(aliens) == 0:
  5.         # 如果整群外星人都被消灭，就提高一个等级
  6.         bullets.empty()
  7.         ai_settings.increase_speed()
  9.         # 提高等级
  10.         stats.level += 1 ❶
  11.         sb.prep_level() ❷
  13.         create_fleet(ai_settings, screen, ship, aliens)

如果整群外星人都被消灭，我们就将stats.level的值加1（见❶），并调用prep_level()，以确保正确地显示新等级（见❷）。

为确保开始新游戏时更新记分和等级图像，在按钮Play被单击时触发重置：

game_functions.py

  1. def check_play_button(ai_settings, screen, stats, sb, play_button, ship,
  2.         aliens, bullets, mouse_x, mouse_y):
  3.     """在玩家单击Play按钮时开始新游戏"""
  4.     button_clicked = play_button.rect.collidepoint(mouse_x, mouse_y)
  5.     if button_clicked and not stats.game_active:
  6.         --snip--
  8.         # 重置游戏统计信息
  9.         stats.reset_stats()
  10.         stats.game_active = True
  12.         # 重置记分牌图像
  13.         sb.prep_score() ❶
  14.         sb.prep_high_score()
  15.         sb.prep_level()
  17.         # 清空外星人列表和子弹列表
  18.         aliens.empty()
  19.         bullets.empty()
  21.         --snip--

check_play_button()的定义需要包含对象sb。为重置记分牌图像，我们在重置相关游戏设置后调用prep_score()、prep_high_score()和prep_level()（见❶）。

在check_events()中，现在需要向check_play_button()传递sb，让它能够访问记分牌对象：

game_functions.py

  1. def check_events(ai_settings, screen, stats, sb, play_button, ship, aliens,
  2.         bullets):
  3.     """响应按键和鼠标事件"""
  4.     for event in pygame.event.get():
  5.         if event.type == pygame.QUIT:
  6.             --snip--
  7.         elif event.type == pygame.MOUSEBUTTONDOWN:
  8.             mouse_x, mouse_y = pygame.mouse.get_pos()
  9.             check_play_button(ai_settings, screen, stats, sb, play_button, ❶
  10.                 ship, aliens, bullets, mouse_x, mouse_y)

check_events()的定义需要包含形参sb，这样调用check_play_button()时，才能将sb作为实参传递给它（见❶）。

最后，更新alien_invasion.py中调用check_events()的代码，也向它传递sb：

alien_invasion.py

  1.     # 开始游戏主循环
  2.     while True:
  3.         gf.check_events(ai_settings, screen, stats, sb, play_button, ship,
  4.             aliens, bullets)
  5.         --snip--

现在你可以知道升到多少级了，如图14-5所示。

{%}

图14-5　当前等级显示在当前得分的正下方

注意　在一些经典游戏中，得分带标签，如Score、High Score和Level。我们没有显示这些标签，因为开始玩这款游戏后，每个数字的含义将一目了然。要包含这些标签，只需在Scoreboard中调用font.render()前，将它们添加到得分字符串中即可。

14.3.9　显示余下的飞船数

最后，我们来显示玩家还有多少艘飞船，但使用图形而不是数字。为此，我们在屏幕左上角绘制飞船图像来指出还余下多少艘飞船，就像众多经典的街机游戏那样。

首先，需要让Ship继承Sprite，以便能够创建飞船编组：

ship.py

  1. import pygame
  2. from pygame.sprite import Sprite
  4. class Ship(Sprite): ❶
  6.     def __init__(self, ai_settings, screen):
  7.         """初始化飞船，并设置其起始位置"""
  8.         super(Ship, self).__init__() ❷
  9.         --snip--

在这里，我们导入了Sprite，让Ship继承Sprite （见❶），并在__init__()的开头就调用了super()（见❷）。

接下来，需要修改Scoreboard，在其中创建一个可供显示的飞船编组。下面是其中的import语句和方法__init__()：

scoreboard.py

  1. import pygame.font
  2. from pygame.sprite import Group
  4. from ship import Ship
  6. class Scoreboard():
  7.     """报告得分信息的类"""
  9.     def __init__(self, ai_settings, screen, stats):
  10.         --snip--
  11.         self.prep_level()
  12.         self.prep_ships()
  13.        --snip--

鉴于要创建一个飞船编组，我们导入Group和Ship类。调用prep_level()后，我们调用了prep_ships()。

prep_ships()的代码如下：

scoreboard.py

  1.     def prep_ships(self):
  2.         """显示还余下多少艘飞船"""
  3.         self.ships = Group() ❶
  4.         for ship_number in range(self.stats.ships_left): ❷
  5.             ship = Ship(self.ai_settings, self.screen)
  6.             ship.rect.x = 10 + ship_number * ship.rect.width ❸
  7.             ship.rect.y = 10 ❹
  8.             self.ships.add(ship) ❺

方法prep_ships()创建一个空编组self.ships，用于存储飞船实例（见❶）。为填充这个编组，根据玩家还有多少艘飞船运行一个循环相应的次数（见❷）。在这个循环中，我们创建一艘新飞船，并设置其x坐标，让整个飞船编组都位于屏幕左边，且每艘飞船的左边距都为10像素（见❸）。我们还将y坐标设置为离屏幕上边缘10像素，让所有飞船都与得分图像对齐（见❹）。最后，我们将每艘新飞船都添加到编组ships中（见❺）。

现在需要在屏幕上绘制飞船了：

scoreboard.py

  1.     def show_score(self):
  2.         --snip--
  3.         self.screen.blit(self.level_image, self.level_rect)
  4.         # 绘制飞船
  5.         self.ships.draw(self.screen)

为在屏幕上显示飞船，我们对编组调用了draw()。Pygame将绘制每艘飞船。

为在游戏开始时让玩家知道他有多少艘飞船，我们在开始新游戏时调用prep_ships()。这是在game_functions.py的check_play_button()中进行的：

game_functions.py

  1. def check_play_button(ai_settings, screen, stats, sb, play_button, ship,
  2.         aliens, bullets, mouse_x, mouse_y):
  3.     """在玩家单击Play按钮时开始新游戏"""
  4.     button_clicked = play_button.rect.collidepoint(mouse_x, mouse_y)
  5.     if button_clicked and not stats.game_active:
  6.         --snip--
  7.         # 重置记分牌图像
  8.         sb.prep_score()
  9.         sb.prep_high_score()
  10.         sb.prep_level()
  11.         sb.prep_ships()
  12.         --snip--

我们还在飞船被外星人撞到时调用prep_ships()，从而在玩家损失一艘飞船时更新飞船图像：

game_functions.py

  1. def update_aliens(ai_settings, screen, stats, sb, ship, aliens, bullets): ❶
  2.     --snip--
  3.     # 检测外星人和飞船之间的碰撞
  4.     if pygame.sprite.spritecollideany(ship, aliens):
  5.         ship_hit(ai_settings, screen, stats, sb, ship, aliens, bullets) ❷
  7.     # 检查是否有外星人抵达屏幕底端
  8.     check_aliens_bottom(ai_settings, screen, stats, sb, ship, aliens, bullets) ❸
  10. def ship_hit(ai_settings, screen, stats, sb, ship, aliens, bullets): ❹
  11.     """响应被外星人撞到的飞船"""
  12.     if stats.ships_left > 0:
  13.         # 将ships_left减1
  14.         stats.ships_left -= 1
  16.         # 更新记分牌
  17.         sb.prep_ships() ❺
  19.         # 清空外星人列表和子弹列表
  20.         --snip--

首先，我们在update_aliens()的定义中添加了形参sb（见❶）。然后，我们向ship_hit()（见❷）和check_aliens_bottom()（见❸）都传递了sb，让它们都能够访问记分牌对象。

接下来，我们更新了ship_hit()的定义，使其包含形参sb（见❹）。我们在将ships_left的值减1后调用了prep_ships()（见❺），这样每次损失了飞船时，显示的飞船数都是正确的。

在check_aliens_bottom()中需要调用ship_hit()，因此对这个函数进行更新：

game_functions.py

  1. def check_aliens_bottom(ai_settings, screen, stats, sb, ship, aliens,
  2.         bullets):
  3.     """检查是否有外星人抵达屏幕底端"""
  4.     screen_rect = screen.get_rect()
  5.     for alien in aliens.sprites():
  6.         if alien.rect.bottom >= screen_rect.bottom:
  7.             # 像飞船被外星人撞到一样处理
  8.             ship_hit(ai_settings, screen, stats, sb, ship, aliens, bullets)
  9.             break

现在，check_aliens_bottom()包含形参sb，并在调用ship_hit()时传递了实参sb。

最后，在alien_invasion.py中修改调用update_aliens()的代码，向它传递实参sb：

alien_invasion.py

  1.     # 开始游戏主循环
  2.     while True:
  3.         --snip--
  4.         if stats.game_active:
  5.             ship.update()
  6.             gf.update_bullets(ai_settings, screen, stats, sb, ship, aliens,
  7.                 bullets)
  8.             gf.update_aliens(ai_settings, screen, stats, sb, ship, aliens,
  9.                 bullets)
  10.             --snip--

图14-6显示了完整的记分系统，它在屏幕左上角指出了还余下多少艘飞船。

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图14-6　游戏《外星人入侵》的完整记分系统

动手试一试

14-4 历史最高分：每当玩家关闭并重新开始游戏《外星人入侵》时，最高分都将被重置。请修复这个问题，调用sys.exit()前将最高分写入文件，并当在GameStats中初始化最高分时从文件中读取它。

14-5 重构：找出执行了多项任务的函数和方法，对它们进行重构，以让代码高效而有序。例如，对于check_bullet_alien_collisions()，将其中在外星人群被消灭干净时开始新等级的代码移到一个名为start_new_level()的函数中；又比如，对于Scoreboard的方法__init__()，将其中调用四个不同方法的代码移到一个名为prep_images()的方法中，以缩短方法__init__()。如果你重构了check_play_button()，方法prep_images()也可为check_play_button()或start_game()提供帮助。

注意　重构项目前，请阅读附录D，了解如果重构时引入了bug，如何将项目恢复到可正确运行的状态。

14-6 扩展游戏《外星人入侵》：想想如何扩展游戏《外星人入侵》。例如，可让外星人也能够向飞船射击，或者添加盾牌，让飞船躲到它后面，使得只有从两边射来的子弹才能摧毁飞船。另外，还可以使用像pygame.mixer这样的模块来添加音效，如爆炸声和射击声。

14.4　小结

在本章中，你学习了如何创建用于开始新游戏的Play按钮，如何检测鼠标事件，以及在游戏处于活动状态时如何隐藏光标。你可以利用学到的知识在游戏中创建其他按钮，如用于显示玩法说明的Help按钮。你还学习了如何随游戏的进行调整其节奏，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。