上一章我们学完了Python的基础语法：函数、类、文件、异常、测试。从这一章开始，我们进入一个全新的学习模式——项目驱动。
不再是学零散的知识点，而是围绕一个完整项目，把所有知识串起来用。
这个项目叫《外星人入侵》，一款经典的俯视角射击游戏。我们会用Python的游戏库 Pygame 来做。
01 环境准备：安装Pygame
pip install pygame
本书使用的Pygame版本是2.6.1，如果你遇到版本问题，切换到这个版本通常最稳：
pip install pygame==2.6.1
装好之后，来认识一下Pygame的基本套路。
02 Pygame基本套路：三步走
任何Pygame游戏的骨架都是这三步：
import pygame
pygame.init()
screen = pygame.display.set_mode((1200, 700))
while True:
# 第一步：处理事件（键盘、鼠标等输入）
for event in pygame.event.get():
if event.type == pygame.QUIT:
sys.exit()
# 第二步：更新游戏状态（位置、分数等）
# 第三步：绘制画面
pygame.display.flip() # 让最近绘制的屏幕可见
pygame.display.flip() 相当于告诉Pygame："我画完了，把最新的画面显示出来吧。"
03 构建游戏骨架：三个文件
第一章不急着写完整游戏，先把架子搭好，分成三个文件：
alien_invasion/
├── alien_invasion.py # 主循环，游戏总调度
├── settings.py # 所有配置参数（屏幕大小、飞船速度等）
└── ship.py # 飞船类
settings.py — 集中管理所有参数，好处是调游戏平衡性时只改一处：
class Settings:
def __init__(self):
self.screen_width = 1200
self.screen_height = 700
self.bg_color = (230, 230, 230)
self.ship_speed_factor = 1.5
ship.py — 飞船类，负责自己的位置和绘制：
import pygame
class Ship:
def __init__(self, ai_settings, screen):
self.screen = screen
self.ai_settings = ai_settings
self.image = pygame.image.load('images/ship.bmp')
self.rect = self.image.get_rect()
self.rect.centerx = screen.get_rect().centerx
self.rect.bottom = screen.get_rect().bottom
def blitme(self):
self.screen.blit(self.image, self.rect)
alien_invasion.py — 主循环，把各部分组装起来：
from settings import Settings
from ship import Ship
import pygame
def run_game():
pygame.init()
ai_settings = Settings()
screen = pygame.display.set_mode(
(ai_settings.screen_width, ai_settings.screen_height))
ship = Ship(ai_settings, screen)
while True:
for event in pygame.event.get():
if event.type == pygame.QUIT:
sys.exit()
ship.blitme()
pygame.display.flip()
run_game()
此时运行 python alien_invasion.py，应该能看到一艘飞船停在屏幕底部。
04 让飞船动起来：事件驱动
游戏的核心是一个循环，每秒钟执行60次（60FPS）。但怎么让飞船响应键盘呢？答案是事件队列。
pygame.event.get() 会返回所有等待处理的事件。我们遍历它们，根据类型分别处理：
for event in pygame.event.get():
if event.type == pygame.QUIT:
sys.exit()
elif event.type == pygame.KEYDOWN:
if event.key == pygame.K_RIGHT:
ship.rect.centerx += ship.ai_settings.ship_speed_factor
但这样写有个问题：每按一次键只移动一下。要实现"按住右键持续移动"，需要引入标志位。
标志位模式：持续移动的秘密
# ship.py
class Ship:
def __init__(self, ai_settings, screen):
self.moving_right = False
self.moving_left = False
def update(self):
if self.moving_right and self.rect.right < self.screen_rect.right:
self.center += self.ai_settings.ship_speed_factor
if self.moving_left and self.rect.left > 0:
self.center -= self.ai_settings.ship_speed_factor
self.rect.centerx = self.center
事件处理只负责设置标志位（按下了→True，松开了→False），而移动逻辑在 update() 里——每秒执行60次。
这样按住右键，每秒移动 60×1.5=90 像素，体验就很流畅了。
为什么用小数存储位置？
self.center = float(self.rect.centerx) # 存储小数
self.rect.centerx = self.center # 赋值时只取整数
pygame.Rect 的坐标只接受整数，小数会被直接丢弃。用单独的 float 变量存储，每次移动后再赋值回去，这样才能精确控制。
05 重构：代码多了就拆
游戏代码越来越多，主循环里的函数越来越多，这时候该重构了。
把事件处理和屏幕更新抽取到 game_functions.py：
# game_functions.py
def check_events(ship):
for event in pygame.event.get():
if event.type == pygame.QUIT:
sys.exit()
elif event.type == pygame.KEYDOWN:
if event.key == pygame.K_RIGHT:
ship.moving_right = True
elif event.type == pygame.KEYUP:
if event.key == pygame.K_RIGHT:
ship.moving_right = False
def update_screen(ai_settings, screen, ship):
screen.fill(ai_settings.bg_color)
ship.blitme()
pygame.display.flip()
这就是典型的重构节奏：
06 子弹系统：Sprite和Group
做射击游戏，子弹是关键。怎么管理大量子弹？用 pygame.sprite.Group！
# bullet.py
import pygame
from pygame.sprite import Sprite
class Bullet(Sprite):
def __init__(self, ai_settings, screen, ship):
super().__init__()
self.rect = pygame.Rect(0, 0, ai_settings.bullet_width,
ai_settings.bullet_height)
self.rect.centerx = ship.rect.centerx
self.rect.top = ship.rect.top
self.y = float(self.rect.y)
self.color = ai_settings.bullet_color
self.speed_factor = ai_settings.bullet_speed_factor
def update(self):
self.y -= self.speed_factor
self.rect.y = self.y
def draw_bullet(self):
pygame.draw.rect(self.screen, self.color, self.rect)
继承 pygame.sprite.Sprite 是关键——这样 Bullet 可以加入 Group，Group 会自动管理所有子弹的更新和绘制。
bullets = Group()
# 发射子弹
if len(bullets) < ai_settings.bullets_allowed:
new_bullet = Bullet(ai_settings, screen, ship)
bullets.add(new_bullet)
# 更新（自动调用每颗子弹的update）
bullets.update()
# 绘制
for bullet in bullets.sprites():
bullet.draw_bullet()
Group的好处：无需手动追踪每颗子弹，一行bullets.update()搞定所有。
限弹3发怎么实现？len(bullets) < ai_settings.bullets_allowed，超过就等子弹飞出去消失再发射。
07 一个完整的主循环
把以上所有东西拼起来，就是第12章完成后的主循环：
def run_game():
pygame.init()
ai_settings = Settings()
screen = pygame.display.set_mode(
(ai_settings.screen_width, ai_settings.screen_height))
ship = Ship(ai_settings, screen)
bullets = Group()
while True:
check_events(ship)
if stats.game_active:
ship.update()
bullets.update()
update_screen(ai_settings, screen, ship, bullets)
run_game()
注意 game_active 这个标志——它控制游戏是否在进行。这个概念会在下一章被反复用到。
下章预告
第13章，我们给游戏加入外星人：
做完了，这才是一个完整的"外星人入侵"游戏。
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