Python游戏开发收尾:Play按钮、记分系统与难度递进

经过第12和第13章，《外星人入侵》已经有了一个可玩游戏的完整骨架。但还缺几样东西让它更像一款正经游戏：

• 游戏启动时该有个开始画面
• 玩家打了多少分要能看到
• 每过一关，难度要增加

这一章，我们就来解决这三个问题。

01 Play按钮：让游戏优雅地开始和重置

游戏启动时，默认 game_active = False，光标要显示出来，告诉玩家"点击这里开始"。

Button类

Pygame 没有内置按钮，我们自己写一个：

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

class Button(Sprite):
    def __init__(self, ai_settings, screen, msg):
        self.screen = screen
        self.screen_rect = screen.get_rect()

        self.width, self.height = 200, 50
        self.button_color = (0, 135, 0)  # 绿色
        self.text_color = (255, 255, 255)
        self.font = pygame.font.SysFont(None, 48)

        self.rect = pygame.Rect(0, 0, self.width, self.height)
        self.rect.center = self.screen_rect.center

        self.prep_msg(msg)

    def prep_msg(self, msg):
        self.image = self.font.render(msg, True, self.text_color,
                                      self.button_color)
        self.image_rect = self.image.get_rect()
        self.image_rect.center = self.rect.center

    def draw_button(self):
        self.screen.fill(self.button_color, self.rect)
        self.screen.blit(self.image, self.image_rect)

prep_msg 把文字渲染成图像，draw_button 先填颜色再贴文字。

鼠标检测：单击开始

def check_play_button(stats, play_button, ship, aliens,
                      bullets, ai_settings, screen):
    mouse_x, mouse_y = pygame.mouse.get_pos()
    button_clicked = play_button.rect.collidepoint(mouse_x, mouse_y)

    if button_clicked and not stats.game_active:
        # 重置游戏状态
        ai_settings.initialize_dynamic_settings()
        stats.reset_stats()
        stats.game_active = True

        aliens.empty()
        bullets.empty()
        create_fleet(ai_settings, screen, aliens)
        ship.center_ship()
        pygame.mouse.set_visible(False)  # 隐藏光标

pygame.mouse.get_pos() 获取鼠标位置，rect.collidepoint() 判断鼠标是否在按钮范围内。

游戏结束时 pygame.mouse.set_visible(True) 恢复光标，这样光标只在需要点击时才出现。

02 静态设置vs动态设置：难度递进的前提

游戏每次开始，速度都是一样的。随着等级提升，速度要越来越快。

怎么让"初始速度"和"当前速度"分开管理？把设置分成两类：

# settings.py
class Settings:
    def __init__(self):
        # 静态设置（永远不变）
        self.screen_width = 1200
        self.screen_height = 700
        self.ships_limit = 3
        self.speedup_scale = 1.1       # 每级速度倍率
        self.score_scale = 1.5         # 每级分数倍率

        self.initialize_dynamic_settings()

    def initialize_dynamic_settings(self):
        # 动态设置（每局重置）
        self.ship_speed_factor = 1.5
        self.bullet_speed_factor = 1.5
        self.alien_speed_factor = 1
        self.fleet_direction = 1
        self.alien_points = 50

    def increase_speed(self):
        # 每升一级调用一次
        self.ship_speed_factor *= self.speedup_scale
        self.bullet_speed_factor *= self.speedup_scale
        self.alien_speed_factor *= self.speedup_scale
        self.alien_points = int(self.alien_points * self.score_scale)

关键设计：

• speedup_scale = 1.1：每级速度乘以1.1，10级后就是1.1^10≈2.6倍
• score_scale = 1.5：每级击中外星人的分数增加50%

03 记分系统：Scoreboard

有了等级制度，分数也得配套跟上来。

GameStats：管理所有统计

class GameStats:
    def __init__(self, ai_settings):
        self.high_score = 0  # 最高分，任何情况都不重置

    def reset_stats(self):
        self.ships_left = self.ai_settings.ships_limit
        self.score = 0
        self.level = 1

Scoreboard：把数字画到屏幕上

class Scoreboard:
    def __init__(self, ai_settings, screen, stats):
        self.screen = screen
        self.stats = stats

        self.prep_score()
        self.prep_high_score()
        self.prep_level()
        self.prep_ships()

    def prep_score(self):
        # 圆整到10的整数倍（街机风格）
        rounded_score = int(round(self.stats.score, -1))
        score_str = "{:,}".format(rounded_score)
        self.score_image = self.font.render(score_str, True,
                    self.text_color, self.ai_settings.bg_color)

    def prep_ships(self):
        # 用Ship的图形来显示剩余命数（左上角横排）
        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)

用飞船图形代替数字显示剩余命数——这是经典街机游戏的做法。

04 完整的计分流程

每当一颗子弹击中一群外星人：

collisions = pygame.sprite.groupcollide(bullets, aliens, True, True)

for alien_list in collisions.values():
    # 一颗宽子弹可能同时击中多个外星人，都要算分
    self.stats.score += self.ai_settings.alien_points * len(alien_list)

self.check_high_score()
self.prep_score()

# 全灭了就升级
if len(aliens) == 0:
    self.bullets.empty()
    self.ai_settings.increase_speed()
    self.stats.level += 1
    self.prep_level()
    create_fleet(self.ai_settings, self.screen, self.aliens)

注意这里的细节：宽子弹一次可以穿过多个外星人，所以要遍历 collisions.values()，把所有被击中的外星人都算上，不能只加一份分。

05 最高分：始终保留

最高分的逻辑很简单——每次得分变化就检查一次：

def check_high_score(self):
    if self.stats.score > self.stats.high_score:
        self.stats.high_score = self.stats.score
        self.prep_high_score()

注意 high_score 存在 GameStats 里，而 GameStats 在游戏重启时不会被重新创建，所以最高分始终保持。

06 一个完整的游戏循环

四章的内容加在一起，《外星人入侵》的代码结构是：

alien_invasion/
├── alien_invasion.py    # 主循环 + 创建Scoreboard/Button
├── settings.py           # 静态/动态分离
├── game_stats.py         # score/high_score/level/game_active
├── scoreboard.py         # 记分牌（新增）
├── button.py             # Play按钮（新增）
├── ship.py / alien.py / bullet.py
├── game_functions.py     # 事件、碰撞、升级
└── images/
    ├── ship.bmp
    └── alien.bmp

下章预告

从第6章到第14章，《Python编程：从入门到实践》这本书的前半部分（知识点）和项目章节（12-14章）就全部完成了。

下一章我们进入数据可视化，用 Python 的 matplotlib 库画图、模拟随机漫步、统计分析骰子结果。告别游戏，进入另一种有趣的数据探索。

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