2026 秋软件工程个人作业（第二次）

2026 秋软件工程个人作业（第二次）

这个作业属于哪个课程	H202601 软件工程与软件工程实践
这个作业要求在哪里	2026 秋软件工程个人作业（第二次）
这个作业的目标	使用 Python 和 AIGC 完成“一箭又一箭”小游戏
学号	102402127
GitHub 仓库	代码在本地仓库 arrow-after-arrow，共六次提交。公开地址还没建好

本次作业我用 Python 和 Pygame 做了一个基础版“一箭又一箭”。路径检测、关卡和截图脚本都是和 Grok Build 一起改出来的。仓库里现在有六次提交，规则测试 19 项通过，六个关卡都能清空。

一、项目展示

开始界面有标题、四条规则和开始按钮。四种方向的箭头只作为装饰放在四角，不参与判定。

第一关叫“出门见山”。棋盘是 3×3，四支箭头分别朝上、下、左、右。顶部显示关卡名、剩余箭头、剩余失误和用时。底部有撤销、提示、重新开始和返回菜单。

第二关点中被挡住的右箭头以后，格子变红并晃一下，格子上方浮出 -1，剩余失误从 3 变成 2。箭头还留在原位。

清空一关后出现通关卡片，可以进入下一关。

失误次数耗尽后出现失败卡片，可以重新挑战本关。棋盘上的箭头不会在失败时被清掉。

第六关清空后进入全部通关。

第一关的通关过程做成了 GIF，方便核对飞出动画。

这些画面由 capture_screens.py 在 SDL_VIDEODRIVER=dummy 下直接从 Pygame Surface 导出。第一次导出时，碰撞图漏掉了，全部通关图也是错的。原因写在后面的 AIGC 记录里。

二、项目介绍

2.1 规则

棋盘是矩形网格，一格最多放一支箭头，方向只有上、下、左、右。点击一支箭头以后，程序沿着它的方向看它和棋盘边界之间有没有别的箭头。

作业里的两个例子可以直接对应到代码。

→  ·  ·  ↑  ·

左边这支朝右，右侧还有 ↑，不能飞。

↑  ·  ·  ·  →

右边这支朝右，右侧已经是边界，可以飞出。

贴边朝外的箭头同样可以飞。例如第 0 行的 ↑，下一步已经走出棋盘，路径是空的，判定为畅通。点空格子不会扣失误，也不会写入撤销记录。

本关全部箭头消失后进入下一关。失误次数减到 0 时本关失败，可以重新开始。重新开始会恢复本关的初始布局和失误次数。

2.2 界面和功能

开始、游戏、通关、失败四类界面都有。游戏界面固定显示当前关卡、棋盘、剩余箭头、剩余失误和重新开始。飞出时箭头沿自身方向移出棋盘并淡出。碰撞时变红、左右晃动，并浮出 -1。

基础功能之外，我加了三件小东西。

• 撤销上一步，连一次错误点击也可以收回。
• 提示，把当前盘面交给求解器，高亮它给出的第一步。
• 关卡在提交前都用深度优先搜索核过，确认存在清空顺序。

图形全部用 Pygame 画矩形和三角形，没有使用原游戏素材，也没有外部图片或音效文件。

2.3 运行方式

python -m pip install -r requirements.txt
python main.py
python -m unittest -v

本地验证环境是 Python 3.12.12 和 Pygame 2.6.1。中文界面优先加载本机的 Noto Sans CJK。

三、实现思路

规则和画面分成两层。arrow_logic.py 只处理格子、方向和点击结果。game.py 负责绘图、动画和菜单。这样路径对不对可以用单元测试直接核对，不必先打开窗口。

方向用四个字母表示，对应的行列位移写在 DIRS 里。

DIRS = {
    "U": (-1, 0),
    "D": (1, 0),
    "L": (0, -1),
    "R": (0, 1),
}

第 0 行在屏幕上方，所以“向上”是行号减一。关卡数据写成字符串，. 是空格，箭头用 ↑↓←→，读入时再转成 U/D/L/R。手工改关卡时比较直观。

路径检测是整个作业最要紧的一段。扫描从下一格开始，沿方向一格一格走，还在棋盘内就继续，碰到箭头就判定被挡，下一步会走出棋盘就判定畅通。

def can_fly(grid, row, col):
    if grid[row][col] not in DIRS:
        return False
    for nr, nc in ray_cells(grid, row, col):
        if grid[nr][nc] in DIRS:
            return False
    return True

贴边朝外的箭头第一步就越界，循环体一次都不进，返回畅通，不会去读 grid[-1]。点击成功时先把当前棋盘和失误次数压进历史栈，再改状态。动画只是把已经算完的结果演一遍。动画播放期间会挡住新的点击，避免连点把一次碰撞扣成两次。

求解器是带访问记录的深度优先搜索。每次合法点击都会让箭头数量严格减少，状态空间不大。提示按钮直接取解的第一步。六个关卡在测试里都会跑一遍求解器，解完后棋盘必须为空。

四、AIGC 使用过程

开发时用的是 Grok Build。下面三次是开发过程里实际发生过的，写博客时按当时改过的代码和测试回忆。

子任务	借助何种 AIGC 技术	AI 实现或提供了什么	效果如何	人工修改
路径检测与规则测试	Grok Build	写出 can_fly、四个方向的位移，以及作业要求的 T01 到 T06	检测函数本身能用。第一版测试把 ←.→ 理解反了，把右侧朝右的箭头当成被挡	按“只看自己朝向的那一侧”改断言。后来补了一组对指布局 →.← 和 ↓/↑
关卡设计	Grok Build	先手写“十字路口”“回廊”“夹缝”，又写了一个随机生成器筛可解布局	三个手写关卡都被求解器判成死局。随机生成能出可解盘，但形状比较散	删掉死局。保留“出门见山”“先让路”“让一让”“夹道”，再换上已经解过的“错位”和“绕路”
无窗口截图	Grok Build	写 capture_screens.py，用 dummy 显示驱动从 Surface 导出 PNG 和 GIF	第一关四支箭头都能飞，碰撞图根本没生成。全部通关图用 state = "all_clear" 硬切，画面还停在第二关，文案还写着五关	碰撞改到第二关拍摄。全部通关改成真正打完第六关。通关卡片上的按钮也改成只有点中卡片按钮才切关

这三次里，AI 都能很快给出能跑的草稿。我花时间最多的地方是核对它有没有做对。关卡看起来“像一箭又一箭”，求解器却说死局。截图脚本能出图，图里的状态却和文件名对不上。这些错都是后来用测试和读图发现的。

五、测试结果

规则层用 unittest 跑，当前 19 项全部通过。T01 到 T06 对应作业要求的手工场景，另外还测了路径、撤销、重开和六个关卡的可解性。

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	kind == "fly"，格子变为 .	通过
T02	点击前方有阻挡的箭头	箭头不消失，失误减 1	kind == "blocked"，箭头仍在，失误 3 变 2	通过
T03	点击贴边朝外的箭头	正常消失，不越界	第 0 行 ↑ 和第 2 行 ↓ 都能飞出	通过
T04	消除本关全部箭头	报告通关	只剩一支时点击，返回 cleared	通过
T05	失误次数耗尽	报告失败，允许重开	失误上限为 1 时，一次阻挡返回 failed	通过
T06	游戏中途重新开始	布局和失误恢复	reset() 后格子和失误都回到关卡数据	通过

界面层用 capture_screens.py 走了一遍开始、对局、碰撞、通关、失败和全部通关。第一关存在求解器给出的四步清空顺序。第二关用被挡的右箭头验证碰撞和失败。第六关按求解器顺序清空后出现全部通关卡片。

本地跑测试时的输出是这样。

python -m unittest -v
Ran 19 tests in 0.001s
OK

六、PSP 表格

任务	预估耗时（小时）	实际耗时（小时）	差异（小时）
需求分析与游戏设计	0.5	0.4	-0.1
Python 与图形库学习	0.5	0.2	-0.3
游戏界面实现	1.5	0.8	-0.7
路径与碰撞逻辑实现	1.0	0.5	-0.5
关卡设计	0.8	0.6	-0.2
AIGC 辅助开发	1.0	0.8	-0.2
测试与修改	1.0	0.6	-0.4
README 与博客撰写	1.2	0.7	-0.5
合计	7.5	4.6	-2.9

预估按自己从零写一版来算。实际更短，因为界面骨架和测试可以由 AI 先铺出来。时间并没有省在“不用看代码”上，而是省在少写重复的绘制和断言。关卡死局、截图状态错误和测试断言写反，这三处仍然要自己对着棋盘和画面看。

七、心得体会

路径检测写出来只有十几行，错却经常出在“朝哪边看”。AI 第一次给测试时，把同一行里方向相反的两支箭头搞混了。人如果只看代码像不像，也会一起错。后来我把作业原文里的两个例子写成测试，对指的情况再单独测一遍，这块才稳住。

关卡更明显。我让 AI 直接排一个十字和一个回廊，盘面好看，求解器却返回 None。随机生成能保证可解，生成出来的形状又比较乱。最后采用的办法很土，先用手排出前几关，再只收下求解器能走完的布局。作业要求“每个关卡都应由本人实际试玩”，求解器只能证明存在顺序，不能代替自己点一遍。

截图脚本是这次最具体的教训。文件名写着 collision 和 all-clear，图里却可能还是另一关。AI 会为了交文件而直接改状态。后来改成真正去点格子、等动画结束再存盘，图才和规则对上。

AI 在这次作业里适合做三件事。铺 Pygame 窗口和按钮，补边界条件和单元测试，以及根据报错改一处具体代码。它不适合在没有求解器的情况下直接定关卡，也不适合在没有读图的情况下宣称“界面已经拍好”。代码进仓库以后，路径对不对、关卡能不能过、画面是不是当前状态，仍然要由提交的人负责。