Python游戏开发实战:让外星人来袭

上一章我们做出了一艘会射击的飞船。这一章的任务是：把外星人加进来。

外星人不仅要显示在屏幕上，还要成群结队地移动——碰到屏幕边缘就下移一行，然后换个方向继续走。被子弹打中要消失，打完所有外星人后要生成新的一波。

听起来逻辑不少，我们一个一个拆解。

01 创建第一个外星人

外星人和飞船非常像——都是一张图片加一个位置。所以写法几乎一样：

# alien.py
import pygame
from pygame.sprite import Sprite

class Alien(Sprite):
    def __init__(self, ai_settings, screen):
        super().__init__()
        self.screen = screen
        self.ai_settings = ai_settings
        self.image = pygame.image.load('images/alien.bmp')
        self.rect = self.image.get_rect()

        # 一行8个，外星人宽度为60
        self.rect.x = self.rect.width
        self.rect.y = self.rect.height

    def blitme(self):
        self.screen.blit(self.image, self.rect)

    def update(self):
        # 向右移动
        self.x += self.ai_settings.alien_speed_factor
        self.rect.x = self.x

    def check_edges(self):
        # 如果碰到屏幕边缘就返回True
        screen_rect = self.screen.get_rect()
        return (self.rect.right >= screen_rect.right or
                self.rect.left <= 0)

和飞船一样，用 float 存储水平位置保证精度。

02 生成一群外星人：网格布局

一个外星人太无聊，要生成一整群。

思路是算两件事：

1. 一行能放多少个（横向）
2. 能放多少行（纵向）

def get_number_aliens_x(ai_settings, alien_width):
    available_space_x = ai_settings.screen_width - 2 * alien_width
    return int(available_space_x / (2 * alien_width))

def get_number_rows(ai_settings, ship_height, alien_height):
    available_space_y = (ai_settings.screen_height
                         - (3 * alien_height)
                         - ship_height)
    return int(available_space_y / (2 * alien_height))

每个外星人占 2 × width 的水平空间（自身宽度 + 间距），这样外星人之间有均匀的空隙。

def create_fleet(ai_settings, screen, aliens):
    alien = Alien(ai_settings, screen)
    alien_width = alien.rect.width

    number_aliens_x = get_number_aliens_x(ai_settings, alien_width)
    number_rows = get_number_rows(ai_settings, ship.rect.height,
                                  alien.rect.height)

    for row_number in range(number_rows):
        for alien_number in range(number_aliens_x):
            alien = Alien(ai_settings, screen)
            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
            aliens.add(alien)

嵌套循环创建 number_aliens_x × number_rows 个外星人，整齐排列成网格。

03 舰队移动：触边下移+反向

所有外星人一起移动，整体协调才是关键。

def update_aliens(ai_settings, aliens):
    # 先让每个外星人移动
    for alien in aliens.sprites():
        alien.update()

    # 再检查整体是否触边
    for alien in aliens.sprites():
        if alien.check_edges():
            for a in aliens:
                a.rect.y += ai_settings.fleet_drop_speed
            ai_settings.fleet_direction *= -1
            break  # 只需要第一个触边的外星人触发就够了

外星人移动速度很快（fleet_drop_speed = 10），触边时整个舰队下移一行，然后 fleet_direction 取反（1→-1→1...），下次就反向移动了。

04 碰撞检测：子弹vs外星人

这是游戏里最核心的逻辑之一。Pygame 提供了两个好用的碰撞检测函数：

# 子弹vs外星人：返回字典 {bullet: [alien, alien]}
collisions = pygame.sprite.groupcollide(
    bullets, aliens, True, True)

四个参数：

• 前两个是要比较的两个 Group
• 第三个 True：子弹击中后消失（删除子弹）
• 第四个 True：外星人被击中后消失（删除外星人）

返回值是一个字典，key是子弹，value是被那颗子弹击中的外星人列表。

外星人vs飞船：被撞了怎么办

if pygame.sprite.spritecollideany(ship, aliens):
    ship_hit(ai_settings, stats, screen, ship, aliens, bullets)

spritecollideany 遇到第一个碰撞就返回，不是字典，很适合做"是否碰撞"的简单判断。

05 游戏结束：被撞了怎么处理

当飞船被外星人撞上，游戏需要做这几件事：

def ship_hit(ai_settings, stats, screen, ship, aliens, bullets):
    stats.ships_left -= 1

    if stats.ships_left > 0:
        # 还有命，重置当前场景
        aliens.empty()
        bullets.empty()
        create_fleet(ai_settings, screen, aliens)
        ship.center_ship()
    else:
        # 命用完了，游戏结束
        stats.game_active = False
        pygame.mouse.set_visible(True)  # 恢复光标

用 Group.empty() 一次性清空所有外星人/子弹，比逐个删除简洁得多。

06 主循环的最终形态

到这一步，主循环的框架已经比较完整了：

while True:
    check_events(ship, play_button, stats)
    if stats.game_active:
        ship.update()
        bullets.update()
        update_bullets(ai_settings, screen, ship, aliens, bullets)
        update_aliens(ai_settings, aliens)
        check_alien_ship_collisions(ai_settings, stats, screen,
                                     ship, aliens, bullets)
    update_screen(ai_settings, screen, stats, ship, aliens,
                  bullets, play_button)

从第12章的简单射击，到第13章的完整游戏逻辑——外星人、碰撞、结束条件，都有了。

下章预告

第14章，我们给游戏加上最后的收尾：

• Play按钮：鼠标单击开始游戏
• 记分系统：当前得分、最高分、等级
• 难度递进：每过一关，外星人移动得更快

《外星人入侵》就要完成了。

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