通过前面的体验性代码，我们已经理清了飞机大战游戏的编写思路和方法，现在开始按照面向对象编程的理念，重新设计游戏框架。框架搭起来后，再向相应模块中添加实现代码，逐步完善游戏功能。
整个飞机大战游戏项目一共包含两个py文件和一个images图片素材文件夹，两个文件分别为plane_sprites.py和plane_main.py。
1、plane_sprites.py文件
这是一个模块文件，在主文件中导入使用，它包含了两个自定义类和主程序使用的常量，基本情况如下：
- SCREEN_RECT常量——窗口矩形区域对象，包含坐标、宽高等
- FRAME常量——时钟频率，即窗口刷新率，帧率
- GameSprite类——精灵类的派生类，用于创建敌机精灵
- BackGround类——GameSprite的派生类，用于加载和滚动背景图片
代码如下：
import pygame
# 定义屏幕区域常量对象，常量的size属性就是屏幕的宽和高元组
SCREEN_RECT = pygame.Rect(0, 0, 500, 800)
# 定义刷新率常量
FRAME = 60
# 定义精灵类的派生类GameSprite，命名为游戏精灵
class GameSprite(pygame.sprite.Sprite):
# 重写精灵类的__init__方法
# 参数image_name用来接收要显示的图片地址
# 参数speed用来接收移动速度，默认值为1，其实就是原来我们设定的移动步长
def __init__(self, image_name, speed=1):
# 首先调用父类的__init__方法，继承父类初始化里面的所有内容
super().__init__()
self.image = pygame.image.load(image_name)
self.rect = self.image.get_rect()
self.speed = speed
# 定义精灵类的update方法
def update(self):
# 因为敌机都是纵向移动，因此每次纵坐标都加上speed
self.rect.y = self.speed
2、plane_main.py文件——框架
这是游戏的主文件，所有的功能实现都在这个文件中。项目的主体框架是文件中定义的PlaneGame类，我们把整体项目按照功能砍成块，再把功能模块放到主体框架PlaneGame类中，由PlaneGame类的私有方法去实现对应的功能。主体框架如下：
PlaneGame类：
- 类属性screen：窗口对象
- 类属性clock：游戏时钟
- __create_sprites：创建精灵私有方法，随着背景、己方飞机和敌机精灵的加入，会不断向里面增加代码。
- __event_handle：事件监听私有方法，用于监测鼠标和键盘操作，控制飞机移动和开火，以及退出游戏。先将点击退出按钮代码写好，避免死循环。代码如下：
# 事件监听私有方法
def __event_handle(self):
# 获取全部事件，并遍历判断
for event in pygame.event.get():
# 如果是点击退出按钮事件，则调用__game_over方法退出游戏
if event.type == pygame.QUIT:
self.__game_over()
- __check_collide：碰撞检测私有方法，用于检测己方飞机是否与敌机或子弹产生碰撞以及敌机与我方发射的子弹是否产生碰撞等。
- __update_sprites：更新/绘制精灵组私有方法，专门负责调用所有精灵组的update和draw方法，让所有精灵组里面的所有精灵各自调用自己的update方法更新位置，再将精灵图片绘制到相应矩形区域内。随着不同精灵和精灵组的加入，会不断添加代码。
- __game_over：游戏结束私有方法，这是一个静态方法，之所以写进类里，是为了类功能的完整性，代码确定后以后不再更改。代码如下：
# 游戏结束静态方法
# 静态方法没有参数传递，不需要实例化，可以直接调用，主要用来存放逻辑性代码
# 静态方法存在的意义其实就是让函数归类，紧耦合。
@staticmethod
def __game_over():
pygame.quit()
exit()
- start_game：开始游戏方法，游戏的调度中心，代码确定后基本不需要再更改，增删改功能都在相应功能模块（私有方法）中进行。这部分代码如下：
# 开始游戏方法
def start_game(self):
while True:
# 设置刷新帧率
self.clock.tick(FRAME)
# 事件监听
self.__event_handle()
# 碰撞检测
self.__check_collide()
# 更新/绘制精灵组
self.__update_sprites()
# 更新显示
pygame.display.update()
以上就是飞机大战项目的整体框架和文件构成，到这里就已经把框架建立起来了，以后的工作就是逐步向窗口里添加滚动背景、己方飞机和敌方飞机等元素，也就是要不断向各个功能模块（私有方法）中添加代码。
二、添加滚动背景
游戏中要让背景图片不间断地向下方无缝滚动，产生己方飞机向上飞行的效果，这就必须有两个相同的背景图片（背景1和背景2，特意重新制作了一个背景图片，为了上下边缘易于对接），背景1正常显示在窗口区域，背景2位于窗口上方，跟背景1无缝连接，用来补位。两个背景图片同时向下移动，一个背景图片移出窗口后马上回到窗口最上面，周而复始。这项功能采用精灵和精灵组来完成，分三步来完成：
1、定义背景精灵类
打开模块文件plane_sprites.py，在里面新定义一个背景精灵类，继承游戏精灵GameSprite类，然后重写__init__和update方法。代码如下：
# 定义背景图片精灵类，继承游戏精灵GameSprite类
class BackGround(GameSprite):
# 重写__init__方法
# 背景图片要实现滚动效果，必须有两个相同的背景图片，背景1和背景2循环交替滚动
# 背景1正常显示在窗口区域，背景2位于窗口上方，跟背景1无缝连接，用来补位
# 两个背景同时向下移动，一个背景图片移出窗口后马上回到窗口最上面，即把图片坐标y值设成窗口高度的负数
def __init__(self, is_alt=False):
# 首先调用父类的初始化方法，传入背景图片路径
# 调用父类的初始化方法后，背景精灵的image、rect和speed就都建立了
super().__init__(r'images\background.jpg')
# 参数is_aot用来确定是否为替换图片，如果为真则将该精灵的纵坐标值设成窗口高度的负数
if is_alt:
self.rect.y = -SCREEN_RECT.height
def update(self):
super().update()
if self.rect.y >= SCREEN_RECT.height:
self.rect.y = -SCREEN_RECT.height
2、创建背景精灵和精灵组
背景精灵类定义好之后，还要在主文件的PlaneGame类的__create_sprites方法中创建背景精灵和精灵组，也就是要创建两个背景精灵，用于交替滚动。代码如下：
# 创建精灵私有方法
def __create_sprites(self):
# 创建背景精灵和精灵组
# 创建两个背景图片精灵，用于交替显示背景
# bg1采用默认参数，即is_alt为假，表示bg1正常显示在窗口区域
bg1 = BackGround()
# bg2的参数is_alt为真，表示bg2是替换背景，精灵内部会将其纵坐标自动设为窗口高度的负数
bg2 = BackGround(is_alt=True)
# 将两个背景精灵加入到一个精灵组中
self.back_group = pygame.sprite.Group(bg1, bg2)
3、更新update和draw方法
背景精灵和精灵组都创建完毕后，还有一个重要的工作就是调用__update_sprites方法，让背景精灵组里面的两个背景精灵各自调用自己的update方法更新位置，再将各自的背景图片绘制到相应矩形区域内。在__update_sprites方法中添加代码如下：
# 更新/绘制精灵组私有方法
def __update_sprites(self):
# 调用背景精灵组的update和draw方法
self.back_group.update()
self.back_group.draw(self.screen)
三、添加己方飞机
添加并控制己方飞机同样要使用精灵和精灵组，实现步骤跟添加滚动背景差不多，首先创建精灵和精灵组，接着更新精灵组的update和draw方法，最后精灵图片就显示到游戏窗口中了。己方飞机还需要能够使用键盘来操控，所以还要在事件监听功能模块里添加按键检测处理的代码。
1、定义己方飞机精灵类
由于己方飞机具有自己独有的特点，游戏精灵GameSprite类不能够完全满足需要，因此要重新定义己方飞机精灵类，同样要继承游戏精灵GameSprite类。在模块文件plane_sprites.py中定义己方飞机类，代码如下：
# 定义己方飞机精灵类，继承游戏精灵GameSprite类
class Own_Plane(GameSprite):
# 重写__init__方法
def __init__(self):
# 调用父类初始化方法，搭建基础环境
# 初始speed设置为0，即飞机静止
super().__init__(r'images\plane.png', speed=0)
# 飞机区域的中心位置与窗口的中心位置相同，即纵向居中
self.rect.center = SCREEN_RECT.center
# 飞机区域的底部位于窗口底部向上100像素处
self.rect.bottom = SCREEN_RECT.bottom - 100
# 重写update方法
def update(self):
self.rect.x = self.speed
# 己方飞机边界控制
if self.rect.x < 0:
self.rect.x = 0
elif self.rect.right > SCREEN_RECT.right:
self.rect.right = SCREEN_RECT.right
2、创建己方飞机精灵和精灵组
在主文件的PlaneGame类的__create_sprites方法中创建己方飞机精灵和精灵组，代码如下：
# 创建己方飞机精灵和精灵组
self.plane = Own_Plane()
self.plane_group = pygame.sprite.Group(self.plane)
3、更新update和draw方法
在__update_sprites方法中添加代码如下：
# 更新己方飞机精灵组
self.plane_group.update()
self.plane_group.draw(self.screen)
4、利用键盘事件控制飞机移动
己方飞机正常显示后，还需要使用左右方向键来控制飞机左右移动（上下移动暂不考虑），这就要在事件检测功能模块（__event_handle私有方法）里添加按键检测代码，代码如下：
# 获取所有按键状态的元组，注意返回值是元组类型
keys_pressed = pygame.key.get_pressed()
# 如果左方向键被按下，则飞机的横坐标每次减2
if keys_pressed[pygame.K_LEFT]:
self.plane.speed = -2
# 如果右方向键被按下，则飞机的横坐标每次加2
elif keys_pressed[pygame.K_RIGHT]:
self.plane.speed = 2
# 如果这两个键都没被按下，则飞机静止
else:
self.plane.speed = 0四、添加敌机
添加敌机比添加己方飞机要复杂一些，因为敌机的数量多、样式多、位置随机、速度随机。敌机的数量不是一次性生成的，而是采取定时生成的方式，游戏中设定一秒钟生成一个敌机，这就需要使用pygame提供的定时器来完成。同时，在敌机的处理上还要增加销毁操作，如果一个敌机没有被己方飞机子弹打中，又没有与己方飞机发生碰撞，而是正常飞出了窗口下方，这时就要将这个敌机精灵从精灵组中删除，也就是使用精灵类自带的kill方法*死这个敌机精灵，为的是释放内存。
1、定时器操作
pygame提供了一个定时器模块，允许自行设定时钟周期，定时产生自定义事件标识，通过检测这个事件标识来添加敌机精灵。定时器基本操作如下：
- 定义敌机定时器事件标识常量
在模块文件plane_sprites.py中定义一个事件常量，让这个常量等于pygame自带的USEREVENT即可，如果直接使用pygame自带的常量也可以，但是代表意义不够明显，代码如下：
# 定义敌机定时器事件标识常量
CREATE_ENEMY_EVENT = pygame.USEREVENT
- 调用定时器产生事件
在主文件中调用定时器，设定时钟周期为1000毫秒，把上面定义的敌机定时器事件标识常量作为定时器的参数，这样每隔1秒钟就会产生一个CREATE_ENEMY_EVENT事件标识。打开主文件plane_main.py，在PlaneGame类的__init__初始化方法中添加如下代码：
# 调用定时器，每1秒钟产生一个创建敌机定时器事件常量
pygame.time.set_timer(CREATE_ENEMY_EVENT, 1000)
- 检测定时器事件，添加代码
在__event_handle事件监听方法中的遍历event事件代码部分，添加创建敌机精灵和加入精灵组代码，如下：
# 事件监听私有方法
def __event_handle(self):
# 获取全部事件，并遍历判断
for event in pygame.event.get():
if event.type == pygame.QUIT:
# 如果是点击退出按钮事件，则调用__game_over方法退出游戏
self.__game_over()
elif event.type == CREATE_ENEMY_EVENT:
# 如果事件类型是自定义的创建敌机定时器事件，则创建敌机精灵并加入到敌机精灵组
en_plane = EnemyPlane()
self.enemy_group.add(en_plane)
在模块文件和主文件中加入以上几部分代码后，就实现了定时生成敌机的功能。现在敌机精灵类还没有定义，敌机精灵组也没有创建，下面马上就来补充这两个部分。
2、定义敌机精灵类
打开模块文件plane_sprites.py，在下面定义敌机精灵类，继承游戏精灵GameSprite类，然后重写__init__和update方法。我制作了三个敌机图片，在初始化部分随机创建敌机图片文件名，同时随机设定敌机的横坐标x和速度speed，再配合上面创建的定时器，这样每秒钟就会生成一个横向位置和速度都随机的敌机。代码如下：
# 定义敌机精灵类，继承游戏精灵GameSprite类
class EnemyPlane(GameSprite):
def __init__(self):
# 生成1-3的随机数
num = random.randint(1, 3)
# 根据随机数确定加载的敌机图片文件名，即en_plane1.png/en_plane2.png/en_plane3.png
filename = r'images\en_plane{}.png'.format(num)
super().__init__(filename)
# 设置敌机速度是1-3之间的随机数
self.speed = random.randint(1, 3)
# 设置敌机纵向的初始位置，敌机进入窗口时会非常顺滑，否则敌机进入时会有突然跳入的感觉
self.rect.bottom = 0
# 设置敌机横向的初始位置，在X轴的0到窗口宽度减去飞机宽度之间随机出现
max_x = SCREEN_RECT.width - self.rect.width
self.rect.x = random.randint(0, max_x)
def update(self):
super().update()
if self.rect.y > SCREEN_RECT.height:
# 如果敌机飞出了屏幕下方，则敌机精灵自己调用kill方法将自己在所有精灵组中删除，释放内存
self.kill()
在update方法中，检测到敌机飞出窗口就使用kill方法将它*死，释放内存。
3、创建敌机精灵组
在主文件的__create_sprites方法中，创建一个空的敌机精灵组，这里不创建精灵，因为要在事件监听方法里去创建。代码如下：
# 创建敌机精灵组
self.enemy_group = pygame.sprite.Group()
4、更新敌机精灵组
在__update_sprites方法中，调用敌机精灵组的update和draw方法，代码如下：
# 更新敌机精灵组
self.enemy_group.update()
self.enemy_group.draw(self.screen)
至此，整个添加敌机的部分就全部完成了。
五、运行效果和完整代码
1、运行效果
到目前为止，飞机大战这个项目的基本元素都已经形成了，下一步就是添加子弹和碰撞检测功能。下面是目前的运行效果：
2、完整代码
以下是到目前为止的完整代码：
- 模块文件plane_sprites.py
import pygame
import random
# 定义屏幕区域常量对象，常量的size属性就是屏幕的宽和高元组
SCREEN_RECT = pygame.Rect(0, 0, 500, 800)
# 定义刷新率常量
FRAME = 60
# 定义敌机定时器事件标识常量
CREATE_ENEMY_EVENT = pygame.USEREVENT
# 定义精灵类的派生类GameSprite，命名为游戏精灵
class GameSprite(pygame.sprite.Sprite):
# 重写精灵类的__init__方法
# 参数image_name用来接收要显示的图片地址
# 参数speed用来接收移动速度，默认值为1，其实就是原来我们设定的移动步长
def __init__(self, image_name, speed=1):
# 首先调用父类的__init__方法，继承父类初始化里面的所有内容
super().__init__()
self.image = pygame.image.load(image_name)
self.rect = self.image.get_rect()
self.speed = speed
# 定义精灵类的update方法
def update(self):
# 因为敌机都是纵向移动，因此每次纵坐标都加上speed
self.rect.y = self.speed
# 定义背景图片精灵类，继承游戏精灵GameSprite类
class BackGround(GameSprite):
# 重写__init__方法
# 背景图片要实现滚动效果，必须有两个相同的背景图片，背景1和背景2循环交替滚动
# 背景1正常显示在窗口区域，背景2位于窗口上方，跟背景1无缝连接，用来补位
# 两个背景同时向下移动，一个背景图片移出窗口后马上回到窗口最上面，即把图片坐标y值设成窗口高度的负数
def __init__(self, is_alt=False):
# 首先调用父类的初始化方法，传入背景图片路径
# 调用父类的初始化方法后，背景精灵的image、rect和speed就都建立了
super().__init__(r'images\background.jpg')
# 参数is_aot用来确定是否为替换图片，如果为真则将该精灵的纵坐标值设成窗口高度的负数
if is_alt:
self.rect.y = -SCREEN_RECT.height
def update(self):
super().update()
if self.rect.y >= SCREEN_RECT.height:
self.rect.y = -SCREEN_RECT.height
# 定义己方飞机精灵类，继承游戏精灵GameSprite类
class OwnPlane(GameSprite):
# 重写__init__方法
def __init__(self):
# 调用父类初始化方法，搭建基础环境
# 初始speed设置为0，即飞机静止
super().__init__(r'images\plane.png', speed=0)
# 飞机区域的中心位置与窗口的中心位置相同，即纵向居中
self.rect.center = SCREEN_RECT.center
# 飞机区域的底部位于窗口底部向上100像素处
self.rect.bottom = SCREEN_RECT.bottom - 100
# 重写update方法
def update(self):
self.rect.x = self.speed
# 己方飞机边界控制
if self.rect.x < 0:
self.rect.x = 0
elif self.rect.right > SCREEN_RECT.right:
self.rect.right = SCREEN_RECT.right
# 定义敌机精灵类，继承游戏精灵GameSprite类
class EnemyPlane(GameSprite):
def __init__(self):
# 生成1-3的随机数
num = random.randint(1, 3)
# 根据随机数确定加载的敌机图片文件名，即en_plane1.png/en_plane2.png/en_plane3.png
filename = r'images\en_plane{}.png'.format(num)
super().__init__(filename)
# 设置敌机速度是1-3之间的随机数
self.speed = random.randint(1, 3)
# 设置敌机纵向的初始位置，敌机进入窗口时会非常顺滑，否则敌机进入时会有突然跳入的感觉
self.rect.bottom = 0
# 设置敌机横向的初始位置，在X轴的0到窗口宽度减去飞机宽度之间随机出现
max_x = SCREEN_RECT.width - self.rect.width
self.rect.x = random.randint(0, max_x)
def update(self):
super().update()
if self.rect.y > SCREEN_RECT.height:
# 如果敌机飞出了屏幕下方，则敌机精灵自己调用kill方法将自己在所有精灵组中删除，释放内存
self.kill()
- 主文件plane_main.py
import pygame
from plane_sprites import *
# 飞机游戏类
class PlaneGame:
def __init__(self):
# 创建游戏窗口
# 屏幕尺寸使用plane_sprites模块里定义的常量SCREEN_RECT的size属性
self.screen = pygame.display.set_mode(SCREEN_RECT.size)
# 设置窗口标题
pygame.display.set_caption('飞机大战游戏V1.0')
# 创建游戏时钟
self.clock = pygame.time.Clock()
# 调用定时器，每1秒钟产生一个创建敌机定时器事件常量
pygame.time.set_timer(CREATE_ENEMY_EVENT, 1000)
# 调用__create_sprites私有方法，创建精灵和精灵组
self.__create_sprites()
# 创建精灵私有方法
def __create_sprites(self):
# 创建背景精灵和精灵组
# 创建两个背景图片精灵，用于交替显示背景
# bg1采用默认参数，即is_alt为假，表示bg1正常显示在窗口区域
bg1 = BackGround()
# bg2的参数is_alt为真，表示bg2是替换背景，精灵内部会将其纵坐标自动设为窗口高度的负数
bg2 = BackGround(is_alt=True)
# 将两个背景精灵加入到一个精灵组中
self.back_group = pygame.sprite.Group(bg1, bg2)
# 创建己方飞机精灵和精灵组
self.plane = OwnPlane()
self.plane_group = pygame.sprite.Group(self.plane)
# 创建敌机精灵组
self.enemy_group = pygame.sprite.Group()
# 事件监听私有方法
def __event_handle(self):
# 获取全部事件，并遍历判断
for event in pygame.event.get():
if event.type == pygame.QUIT:
# 如果是点击退出按钮事件，则调用__game_over方法退出游戏
self.__game_over()
elif event.type == CREATE_ENEMY_EVENT:
# 如果事件类型是自定义的创建敌机定时器事件，则创建敌机精灵并加入到敌机精灵组
en_plane = EnemyPlane()
self.enemy_group.add(en_plane)
# 获取所有按键状态的元组，注意返回值是元组类型
keys_pressed = pygame.key.get_pressed()
# 如果左方向键被按下，则飞机的横坐标每次减2
if keys_pressed[pygame.K_LEFT]:
self.plane.speed = -2
# 如果右方向键被按下，则飞机的横坐标每次加2
elif keys_pressed[pygame.K_RIGHT]:
self.plane.speed = 2
# 如果这两个键都没被按下，则飞机静止
else:
self.plane.speed = 0
# 碰撞检测私有方法
def __check_collide(self):
pass
# 更新/绘制精灵组私有方法
def __update_sprites(self):
# 调用背景精灵组的update和draw方法
self.back_group.update()
self.back_group.draw(self.screen)
# 更新己方飞机精灵组
self.plane_group.update()
self.plane_group.draw(self.screen)
# 更新敌机精灵组
self.enemy_group.update()
self.enemy_group.draw(self.screen)
# 游戏结束静态方法
# 静态方法没有参数传递，不需要实例化，可以直接调用，主要用来存放逻辑性代码
# 静态方法存在的意义其实就是让函数归类，紧耦合。
@staticmethod
def __game_over():
pygame.quit()
exit()
# 开始游戏方法
def start_game(self):
while True:
# 设置刷新帧率
self.clock.tick(FRAME)
# 事件监听
self.__event_handle()
# 碰撞检测
self.__check_collide()
# 更新/绘制精灵组
self.__update_sprites()
# 更新显示
pygame.display.update()
if __name__ == '__main__':
# 使用自定义的PlaneGame类创建游戏对象
game = PlaneGame()
# 调用游戏对象的开始游戏方法运行游戏
game.start_game()
未完，待续！在第四篇里继续完善！
