软件工程第二次作业

2026秋软件工程个人作业（二）：一箭又一箭
项目内容 内容
这个作业属于哪个课程 https://edu.cnblogs.com/campus/fzu/2026-01SoftwareEngineeringandSoftwareEngineeringPractice
这个作业要求在哪里 https://edu.cnblogs.com/campus/fzu/2026-01SoftwareEngineeringandSoftwareEngineeringPractice/homework/16718
这个作业的目标 使用 Python 和 AIGC 完成“一箭又一箭”小游戏
学号 102402128
GitHub 仓库 https://github.com/hanyuan6666/huanyuan-arrows
一、项目展示
1.1 项目简介

本次作业完成的是一个使用 Python + Pygame 开发的“一箭又一箭”益智小游戏。

游戏的核心玩法是：

玩家观察棋盘上箭头的方向，判断箭头前方是否存在其他箭头，并按照合理的顺序点击箭头，使所有箭头最终都飞出棋盘。

游戏目前设计了 3 个基础关卡，每个关卡的箭头位置和方向不同。

游戏过程中玩家拥有 3 次失误机会。如果点击了前方存在其他箭头阻挡的箭头，就会产生一次失误。

1.2 开始界面

游戏启动以后首先进入开始界面。

开始界面主要显示：

游戏名称“一箭又一箭”
游戏规则
开始游戏按钮

玩家点击“开始游戏”后进入第一关。

1.3 游戏过程

进入游戏后，可以看到一个 6×6 的棋盘。

棋盘上分布着不同方向的箭头，顶部会显示：

当前关卡
剩余箭头数量
剩余失误次数
重新开始按钮

玩家需要根据箭头方向判断可以先点击哪些箭头。

1.4 通关界面

当玩家成功消除当前关卡的全部箭头以后，游戏会进入通关状态。

如果当前不是最后一关，程序会自动进入下一关。

完成最后一个关卡以后，显示最终通关界面。

1.5 游戏失败

游戏开始时拥有 3 次失误机会。

如果连续点击被其他箭头阻挡的箭头，使失误次数耗尽，游戏进入失败状态。

失败界面会提示玩家重新开始当前关卡。

二、项目介绍
2.1 游戏规则

游戏采用 6×6 棋盘。

每个箭头都有自己的位置和方向，方向分为：

上
下
左
右

玩家点击箭头后，程序会沿着箭头指向的方向检查路径。

如果箭头到棋盘边界之间不存在其他箭头：

箭头可以飞出棋盘。

如果中间存在其他箭头：

箭头无法飞出，并扣除一次失误机会。

游戏初始有 3 次失误机会。

当所有箭头都被消除以后，当前关卡通关。

2.2 游戏界面设计

游戏界面主要分成三个部分。

第一部分：顶部状态栏

显示当前游戏状态：

当前关卡
剩余箭头数量
剩余失误次数
重新开始按钮

这样玩家可以随时了解当前游戏进度。

第二部分：棋盘

棋盘采用 6×6 网格。

箭头根据自己的方向绘制在对应的格子中。

第三部分：反馈效果

当箭头成功移动时，会播放箭头飞出动画。

当箭头被阻挡时，会出现红色闪烁等反馈效果，同时减少一次失误次数。

2.3 项目主要功能

本项目主要实现了以下功能：

游戏开始界面；
6×6 棋盘；
四方向箭头；
鼠标点击箭头；
箭头路径检测；
箭头阻挡判断；
箭头飞出动画；
碰撞反馈；
失误次数限制；
游戏失败界面；
游戏通关界面；
三个游戏关卡；
重新开始功能；
自动进入下一关。
三、实现思路
3.1 项目代码结构

为了避免所有代码都写在一个文件中，我根据功能对程序进行了模块划分。

arrows_game/
│
├── assets/
│
├── main.py
├── game.py
├── level.py
├── arrow.py
├── ui.py
├── test_game.py
└── README.md

各文件作用：

文件 功能
main.py 游戏入口、主循环和状态切换
game.py 游戏核心逻辑
level.py 三个关卡的数据
arrow.py Arrow 类、箭头绘制和动画
ui.py 游戏界面和按钮
test_game.py 测试代码
README.md 项目说明文档
assets/ 项目图片资源
3.2 箭头与方向表示

箭头需要记录自己的位置和方向。

我使用棋盘的行、列坐标表示箭头位置。

方向则使用二维向量表示：

UP = (-1, 0)
DOWN = (1, 0)
LEFT = (0, -1)
RIGHT = (0, 1)

这种方式的好处是四个方向可以使用统一的逻辑进行处理。

例如：

dr, dc = arrow.direction

就可以得到当前箭头对应的行、列变化量。

3.3 Arrow 类

每个箭头都使用 Arrow 类表示。

核心代码如下：

class Arrow:
def init(self, row, col, direction):
self.row = row
self.col = col
self.direction = direction
self.alive = True

其中：

row：箭头所在行；
col：箭头所在列；
direction：箭头方向；
alive：箭头是否还存在。

使用 alive 可以方便地判断箭头是否已经飞出棋盘。

箭头飞出以后，将它设置为：

self.alive = False

程序后续就不会继续绘制这个箭头。

3.4 核心路径检测

整个游戏最重要的算法就是路径检测。

玩家点击一个箭头后，程序需要回答一个问题：

这个箭头前面有没有其他箭头？

我的实现方法是：

获取箭头方向；
根据方向计算下一格；
从下一格开始逐格检查；
检查过程中判断有没有其他存活箭头；
如果发现箭头，则路径被阻挡；
如果一直检查到棋盘边界都没有发现箭头，则路径畅通。

核心代码如下：

def can_arrow_move(arrow, level, rows, cols):
dr, dc = arrow.direction

r = arrow.row + dr
c = arrow.col + dc

while 0 <= r < rows and 0 <= c < cols:
for other in level:
if other.alive and other is not arrow:
if other.row == r and other.col == c:
return False

r += dr
c += dc

return True

这里没有把整个程序代码都放进博客，只展示最关键的路径检测部分。

3.5 路径检测代码分析

首先：

dr, dc = arrow.direction

获取箭头方向对应的行列偏移。

例如：

上：(-1, 0)
下：(1, 0)
左：(0, -1)
右：(0, 1)

然后：

r = arrow.row + dr
c = arrow.col + dc

从箭头的下一格开始检查。

接下来：

while 0 <= r < rows and 0 <= c < cols:

保证检查的位置没有超出棋盘范围。

然后遍历当前关卡中的其他箭头：

for other in level:

判断当前位置是否存在其他仍然存活的箭头。

其中：

other is not arrow

用于排除当前箭头自己。

如果发现阻挡：

return False

如果一直检查到棋盘边界仍然没有发现阻挡：

return True

因此整个函数的含义就是：

True 表示箭头可以飞出，False 表示箭头前方存在阻挡。

3.6 箭头移动流程

玩家点击箭头之后，游戏处理流程如下：

玩家点击箭头
↓
判断箭头是否存在
↓
进行路径检测
↓
┌──┴──┐
↓ ↓
可以移动 被阻挡
↓ ↓
播放动画 碰撞反馈
↓ ↓
箭头消失 失误次数-1

如果失误次数达到 0：

进入失败状态

如果所有箭头都消失：

进入成功状态
3.7 箭头飞出动画

为了让游戏有更明显的操作反馈，我在 arrow.py 中实现了箭头飞出动画。

箭头成功点击以后，并不是直接从屏幕上消失，而是沿着自己的方向逐渐移动到棋盘外。

动画结束以后再将：

alive = False

这样玩家可以清楚地看到箭头飞出的过程。

3.8 碰撞反馈

当玩家点击被阻挡的箭头时，程序不会让箭头移动。

同时会产生碰撞反馈。

例如箭头会出现红色闪烁效果，并且：

剩余失误次数 - 1

这样玩家能够马上知道这次操作失败的原因。

3.9 关卡设计

本项目一共设计了 3 个基础关卡。

关卡数据单独放在：

level.py

中。

这样做的好处是：

游戏逻辑和关卡数据相互独立。

每个关卡都经过实际运行测试，确认存在合理的通关顺序。

四、AIGC 使用过程

本项目开发过程中使用了 AIGC 作为辅助开发工具。

AIGC 主要用于：

分析游戏需求；
辅助设计项目结构；
编写部分基础代码；
分析路径检测算法；
辅助设计关卡；
分析运行过程中出现的问题；
辅助完善 UI；
辅助整理测试和文档。

但是 AI 生成的代码并没有直接全部使用，而是经过了自己的运行、检查、修改和测试。

下面记录 3 次比较具有代表性的 AI 协作过程。

4.1 第一次 AI 协作：设计游戏基本框架
我的需求

最开始需要使用 Python 和 Pygame 完成“一箭又一箭”小游戏，因此首先让 AI 帮助分析游戏应该由哪些模块组成。

AI 提供的内容

AI 根据需求给出了游戏的基本结构，包括：

游戏主循环
箭头对象
游戏逻辑
关卡数据
UI 界面

并建议将不同功能拆分到不同 Python 文件中。

我的实际使用

根据 AI 的建议，我最终将项目拆分成：

main.py
game.py
arrow.py
level.py
ui.py

而不是把所有代码写在 main.py 中。

人工修改

AI 给出的初始结构只是一个基础框架。

我根据实际游戏需求增加了：

3 个关卡；
失误次数；
成功状态；
失败状态；
重新开始；
箭头飞出动画；
碰撞反馈。
最终效果

形成了可以正常运行的游戏基本框架，为后面的功能实现提供了基础。

4.2 第二次 AI 协作：解决路径检测问题

这是本项目中比较重要的一次 AI 协作。

遇到的问题

游戏最核心的功能是：

判断箭头前方有没有其他箭头。

因此需要沿着箭头方向逐格检查。

我让 AI 帮助分析这个问题，并生成路径检测函数。

AI 提供的思路

AI 建议根据箭头方向得到：

dr, dc

然后不断计算：

r += dr
c += dc

直到棋盘边界。

实际运行发现的问题

最初代码在方向和边界处理方面存在问题。

如果没有正确处理边界，就可能检查到棋盘范围之外。

另外，在遍历箭头时，还需要排除当前箭头自身。

我的修改

最终增加了边界判断：

while 0 <= r < rows and 0 <= c < cols:

同时增加：

other is not arrow

避免把当前箭头自己当成阻挡物。

最终效果

修改以后，程序可以正确判断：

前方没有箭头 → 可以飞出；
前方有箭头 → 无法飞出；
靠近边界 → 不发生越界错误。

这是整个游戏能够正常运行的关键。

4.3 第三次 AI 协作：完善游戏反馈和界面
遇到的问题

最初游戏虽然可以实现箭头消除，但是操作反馈比较简单。

例如点击一个被阻挡的箭头以后，玩家不容易直观看出为什么没有移动。

AI 提供的建议

AI 建议增加：

红色碰撞反馈；
箭头飞出动画；
剩余箭头数量；
剩余失误次数；
当前关卡显示；
重新开始按钮；
成功和失败界面。
我的实际修改

我根据实际运行效果对界面进行了调整。

点击可以移动的箭头时：

箭头 → 飞出 → 消失

点击被阻挡的箭头时：

箭头 → 红色闪烁 → 失误次数减少

同时在顶部显示当前关卡、剩余箭头以及剩余失误次数。

最终效果

游戏的操作反馈更加明显，玩家可以比较直观地理解当前操作产生的结果。

4.4 AIGC 使用总结

通过这三次 AI 协作，我发现 AIGC 对开发过程最大的帮助是：

可以快速提供思路和代码基础，让我不用从零开始搜索所有资料。

但是 AIGC 生成的代码仍然需要人工检查。

尤其是路径检测这种具有边界条件的逻辑，AI 给出的代码不一定可以直接运行。

因此实际开发过程采用的是：

需求
↓
AI 辅助
↓
生成代码
↓
自己运行
↓
发现问题
↓
自己分析
↓
修改代码
↓
重新测试

而不是直接复制 AI 生成的代码。

五、测试结果

为了验证游戏功能，我对主要功能进行了实际测试。

编号 测试内容 预期结果 实际结果 是否通过
T01 点击前方无阻挡的箭头 箭头飞出并消失 箭头正常飞出并消失 ✅
T02 点击前方有阻挡的箭头 箭头不能飞出，失误次数减少 箭头红色闪烁，失误次数减少 ✅
T03 点击棋盘边缘的箭头 正常飞出，不发生越界错误 箭头正常飞出 ✅
T04 清除当前关卡全部箭头 显示通关并进入下一关 正常进入下一关 ✅
T05 失误次数耗尽 显示失败界面 正常显示失败界面 ✅
T06 点击重新开始 当前关卡重新初始化 可以重新开始当前关卡 ✅
5.1 正常消除测试

选择一个前方没有其他箭头的箭头。

测试结果：

点击箭头
↓
路径畅通
↓
箭头飞出
↓
箭头消失

实际运行正常，测试通过。

5.2 阻挡测试

选择一个前方有其他箭头的箭头。

测试结果：

点击箭头
↓
检测到阻挡
↓
箭头不能飞出
↓
产生红色反馈
↓
失误次数减少

实际运行正常，测试通过。

5.3 边界测试

测试棋盘边缘的箭头。

重点检查路径检测过程中是否发生数组越界。

实际测试中：

箭头可以正常飞出，程序没有发生崩溃。

测试通过。

5.4 通关测试

按照合理的顺序消除当前关卡中的所有箭头。

最后一个箭头消失后：

程序正常进入通关状态。

三个关卡都进行了实际运行测试。

测试通过。

5.5 失败测试

连续点击被阻挡的箭头，使失误次数逐渐减少。

当失误次数耗尽后：

游戏正常显示失败界面。

测试通过。

5.6 重新开始测试

点击重新开始按钮。

实际结果：

当前关卡重新初始化，箭头恢复到初始状态，失误次数恢复。

测试通过。

六、PSP 表格

本次开发按照不同阶段记录预计耗时和实际耗时。

任务 预计耗时（小时） 实际耗时（小时） 差异（小时）
需求分析与游戏设计 1.0 0.8 -0.2
Python 与图形库学习 1.5 1.5 0
游戏界面实现 1.5 1.3 -0.2
路径与碰撞逻辑实现 3.0 2.8 -0.2
关卡设计 1.2 1.1 -0.1
AIGC 辅助开发 1.5 1.4 -0.1
测试与修改 1.5 1.2 -0.3
README 与博客撰写 1.8 1.5 -0.3
合计 14.0 11.6 -1.4

第一次游戏几面中没有重新开始按钮，后续修改main.py加入该按钮

七、心得体会

这次软件工程作业让我完整体验了一次小游戏从设计到实现、测试和文档整理的过程。

在项目开始的时候，我首先需要确定游戏的基本规则，然后使用 Python 和 Pygame 实现游戏界面和交互。

在开发过程中，AIGC 对我的帮助比较明显。

例如在项目结构设计、Python 代码编写、路径检测算法分析以及界面优化方面，AI 可以快速给出一个可以参考的实现方案。

但是在实际开发过程中，我也发现：

AI 生成的代码并不代表一定正确。

这次项目中比较明显的问题就是路径检测。

AI 给出的初始代码虽然整体思路是正确的，但是实际运行以后仍然需要处理：

棋盘边界；
行列方向；
当前箭头自身；
其他箭头是否存活等问题。

这些问题必须通过实际运行程序才能发现。

所以这次作业让我认识到，使用 AIGC 时不能只停留在“复制代码”的阶段。

正确的开发方式应该是：

AI 提供思路
↓
理解代码
↓
自己运行
↓
发现问题
↓
修改代码
↓
测试验证

通过这次项目，我也进一步熟悉了 Python 和 Pygame 的基本使用，包括游戏循环、鼠标事件、对象管理、动画效果和界面绘制。

另外，通过将代码拆分成 main.py、game.py、arrow.py、level.py 和 ui.py 等不同模块，我对模块化开发也有了更加直观的认识。

总体来说，这次作业让我认识到，一个看起来比较简单的小游戏，真正实现起来也需要经过需求分析、设计、编码、调试、测试和文档整理等多个阶段。

八、项目最终结构
arrows_game/
│
├── assets/
│ ├── menu.png
│ ├── game.png
│ └── success.png
│
├── arrow.py
├── game.py
├── level.py
├── main.py
├── test_game.py
├── ui.py
└── README.md

项目 GitHub 地址：

https://github.com/hanyuan6666/huanyuan-arrows

九、总结

本次作业最终完成了一个可以正常运行的“一箭又一箭”小游戏。

项目实现了：

6×6 游戏棋盘；
四方向箭头；
箭头路径检测；
箭头阻挡判断；
箭头飞出动画；
碰撞反馈；
3 次失误限制；
游戏成功和失败状态；
3 个基础关卡；
重新开始功能；
Pygame 游戏界面；
游戏功能测试。

通过本次作业，我对 Python Pygame 游戏开发以及软件工程的完整开发流程有了更加深入的认识，同时也体会到了 AIGC 在软件开发中的辅助作用。

AIGC 可以帮助提高开发效率，但最终程序仍然需要自己理解、修改和测试。