20254112邓新锐 2025-2026-2 《Python程序设计》实验4报告

课程：《Python程序设计》
班级： 2541
姓名：邓新锐
学号：20254112
实验教师：王志强
实验日期：2026年6月12日
必修/选修：专选课

一、实验内容
（一）实验内容
Python综合应用：爬虫、数据处理、可视化、机器学习、神经网络、游戏、网络安全等。
例如：编写从社交网络爬取数据，实现可视化舆情监控或者情感分析。
例如：利用公开数据集，开展图像分类、恶意软件检测等
例如：利用Python库，基于OCR技术实现自动化提取图片中数据，并填入excel中。
例如：爬取天气数据，实现自动化微信提醒
例如：利用爬虫，实现自动化下载网站视频、文件等。
例如：编写小游戏：坦克大战、贪吃蛇、扫雷等等
注：在Windows/Linux系统上使用VIM、PDB、IDLE、Pycharm等工具编程实现
（二）实验要求
（1）程序能运行，功能丰富（至少5个功能）。（需求提交源代码，并建议录制程序运行的视频）
（2）综合实践报告，要体现实验分析、设计、实现过程、结果等信息，格式规范，逻辑清晰，结构合理。
（3）在实践报告中，需要对全课进行总结，并写课程感想体会、意见和建议等。

二、实验过程及结果
（一）一位三国杀爱好者的失败
作为资深三国杀玩家兼爱好者，不去尝试着设计一个三国杀游戏绝对是不纯粹的杀批。起初，我试图仿照“杀圈”著名的“无名杀”来制作一款简陋的三国杀1v1小游戏，作为大学生活解闷的调料。
我首先将三国杀1v1专用牌堆结构（包括牌的类型、各类牌的张数及对应花色点数）和基本规则集合喂给了kimi，然后下达武将选择局限在标准包的指令，历经半小时的搜索和AI辅助编写，终于完成了基础代码。

正常游戏运行截图如下，虽然页面简陋，但武将选择、出牌选择都正常，玩家2（即人机），也可正常受到伤害和相应牌。

但顽固的bug来了，针对三国杀牌堆中“火攻”这一张锦囊牌（效果为选择一名角色、令其展示一张手牌、然后可弃置与该牌花色相同的牌对其造成一点火焰伤害），使用“火攻”会使程序进入反复循环状态，无法使用，即“火攻”是一张废牌。

推测原因：
1️⃣“火攻”可指定任意一名角色，即可以指定自己，但在1v1中，除“火攻”外不存在既可以对对方使用又可以对自己使用的牌，代码存在疏漏；
2️⃣“火攻”要求的“展示”牌要求的随机性功能代码欠缺；
3️⃣“火攻”要求的“展示”与对方牌不可见的底层逻辑相抵触。
但在反复与AI沟通后，火攻仍无法正常使用。并且，我发现AI并未使用1v1标准武将包，而是使用的常规标准武将包，部分武将技能如貂蝉的“离间”、大乔的“流离”等需要场上至少三个角色才能触发，无法正常实现；且玩家2AI不会主动使用非锁定技……问题越来越多，在AI显示对话过长、请开启一段新对话后（kimi老师也燃尽了😭），我终于决定放弃该游戏的开发，不过，还是录制了一个视频（见压缩包），纪念那个失败的版本。
（二）一位三国爱好者得到救赎
1.设计思路和编写过程（含问题与解决方法）
说起三国题材的游戏，作为一名资深三国历史爱好者，我首先就想到家喻户晓、妇孺皆知、久经时间考验的三国群英传系列游戏。
为保障基本的游戏平衡和操作便捷性，我做了适当的简易化处理，输入了如下提示词

第一版成品无疑是粗糙的，如下图所示，战斗过长（在三国群英传游戏中打斗以动画形式呈现、打斗长是优点，但在小游戏里仅仅是看数字的跳动就显得枯燥乏味了），且易导致平局。

而且内政选择中的“征兵”“屯田”可无限制使用，那我直接第一回合赖皮内政养猪对面人机还玩啥啊（bushi）

而且即便作为一个小游戏而言，它的界面也太过寒碜了，所以我继续通过提示词打磨代码，修复bug，美化界面，最终取得了较为令人满意的v3版本：
如下图，操作菜单已较为完善，回合限制已明确，并新增“天下沙盘”功能。

但在试玩过程中，出现了一个意想不到的情况，金数、兵数到负之后竟然不会判定为输，还能带冥币和幽灵兵打仗🤦‍♂️，而且，由于“休养”的金数是基于原金数比例增加，甚至出现了金数经“休养”之后越来越负的情况：

而且，武将会出现重复被俘虏的情况；突发事件作为一个选项出现，也有违“突发”二字含义。
基于上述问题，继续改进、优化代码，得到了最终的v4版本“新三国群英传”，演示视频见压缩包。
2.最终代码关键部分展示
1️⃣核心数据架构基础：定义了 100 位武将（魏蜀吴各20，群雄40）、8 种阵法（含克制关系）、10 个副本（难度1-5星）、24 个历史事件（184-280年自动触发）。

2️⃣游戏主循环：整个游戏的主驱动引擎。每回合循环：显示面板 → 玩家操作 → 检查负数 → AI行动 → 推进时间 → 自动事件 → 胜负判定。

3️⃣战斗系统：无需回合制战斗，直接计算双方战力（武将属性 × 阵法加成 × 克制关系 × 随机波动），1.5秒出结果，包含伤亡、俘虏、占城、掠夺、升级等完整反馈。

4️⃣操作面板：所有信息+操作集成在一个屏幕，无需翻页。内政状态实时显示（绿色=可用，红色=已用），负数资源红色警告。

3.功能介绍
1️⃣集成控制面板
将天下大势、内政状态、势力详情、副本冷却、近期事件、操作菜单等全部信息集成于单屏显示。玩家无需翻页即可掌握全局，通过 [1]-[7] 数字键快速执行出征、讨伐、内政、招降、查看武将、调整阵法、查看沙盘等操作，实现"一眼观天下，一键定乾坤"的流畅体验。
2️⃣快速战斗结算系统
出征或讨伐时，系统自动选取双方最强5名武将，基于"武力×阵法攻击加成 + 智力×阵法防御加成×0.5 + 兵力/50"公式计算战力，叠加阵法克制关系（如"鱼鳞阵克锋矢阵"）与随机波动系数（0.8~1.2），1.5秒内直接输出胜负结果。战斗涵盖伤亡判定、俘虏机制、城池占领、资源掠夺、武将升级等完整反馈，彻底告别冗长的回合制拉锯。
3️⃣数值为负即判负机制
游戏引入硬性的生存红线：当玩家势力的金钱低于0（国库空虚）、粮草低于0（军无粮自乱）、或可用武将归零时，立即触发Game Over，无需等待敌方进攻。该机制迫使玩家必须审慎经营内政，平衡收支，避免因过度扩张或管理不善导致瞬间崩盘。
4️⃣自动突发事件系统
每经过 3~6 个回合（随机间隔），系统自动强制触发突发事件，无需玩家选择。事件库包含14种情景，其中75%为有利事件（如"天降横财+12000金""名将顿悟全属性+1""城池主动归附"），25%为不利事件（如"蝗灾-粮草""瘟疫-兵力"）。事件基于当前势力数值动态计算收益/亏损，既增加游戏不确定性，又通过高概率正向事件保障玩家成长节奏。
5️⃣副本讨伐与阵法克制
游戏设有 10 个难度递增的副本（从"黄巾余党"到"天公将军张角"），玩家可挑选最多5名武将组队挑战。副本设有 3~8 回合冷却时间，高难度副本通关后随机提升武将属性。同时，8 种阵法（鱼鳞、锋矢、锥形等）之间存在明确的克制链条，正确选择阵法可在战斗中获得5%~15%的战力加成，为策略深度提供支撑。
6️⃣历史事件时间轴
游戏内置 24 个真实历史节点（184年黄巾起义至280年晋灭吴），按年月自动推进触发。关键事件如"赤壁之战"会强制削减曹操势力30%兵力，"关羽败走麦城"直接判定其阵亡，"刘备白帝城托孤"触发君主更替。历史事件与玩家操作相互交织，既还原三国时代感，又动态改变势力格局。
4.优劣势分析
优势：
1️⃣控制面板信息密度高。天下大势、内政状态、势力详情、副本冷却、近期事件、操作菜单全部集成于单屏显示，玩家无需翻页即可掌握全局，实现了"一眼观天下"的流畅体验。
2️⃣战斗结算节奏明快。摒弃传统回合制拉锯，采用"战力公式 + 阵法克制 + 随机波动"的直接计算模式，1.5秒内输出完整结果（伤亡、俘虏、占城、掠夺、升级），避免了冗长战斗导致的疲劳感。
3️⃣输入验证体系完善。 17处用户输入点均配备 try-except 异常捕获与范围检查，从君主选择到武将编号、从出征目标到副本挑选，均有防崩溃机制，程序鲁棒性较强。
4️⃣历史事件沉浸感足。 24个真实历史节点按184-280年时间轴自动触发，赤壁之战强制削减曹操30%兵力、关羽败走麦城直接判定阵亡等设计，让游戏进程与三国史实交织，增强了代入感。
5️⃣防刷机制设计合理。内政每回合限1次、副本3-8回合冷却、武将不可重复俘虏，三道枷锁有效防止了玩家通过无限重复操作破坏游戏平衡。
劣势：
1️⃣God Class 过于臃肿。 GameEngine 类独自承担了初始化、选择势力、控制面板、历史事件、突发事件、内政、招降、出征、讨伐、AI行动、胜负判定等45个方法，严重违反单一职责原则，导致代码可读性和可维护性急剧下降。
2️⃣数据完全硬编码，扩展困难。 100位武将、8种阵法、10个副本、24个历史事件、14个突发事件全部写死于源码，新增内容必须直接修改代码，无法实现配置化热更新。
3️⃣无存档读档功能。游戏进程完全依赖内存存储，退出即丢失，玩家无法保存进度或加载历史存档，长周期游戏体验大打折扣。
4️⃣零设计模式应用。阵法效果本可用策略模式封装、武将状态本可用状态模式管理、事件触发本可用观察者模式解耦，但实际全部采用过程式编程，代码复用率低，扩展性差。
战斗算法过于简化。仅比较双方总战力乘以随机数，未体现武将搭配组合、兵种相克关系、地形天气影响等策略深度，高武力武将几乎必胜，策略性不足。
5️⃣AI 逻辑简陋。敌方势力仅执行"随机征兵 + 随机攻击"两种行为，无目标优先级判断、无联盟合纵连横、无劣势撤退机制，智能化程度低。
6️⃣核心代码重复度高。出征战斗与讨伐副本的结算逻辑（战力计算、胜负判定、伤亡处理、经验分配）高度重复，未提取公共方法，违反 DRY 原则。