软件工程第二次个人作业

项目	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	102401625
GitHub 仓库	https://github.com/Ruiii1124/arrow-game

一、项目展示

开始界面

游戏过程演示

结束界面

二、项目介绍

游戏规则

棋盘上分布若干箭头，方向为上、下、左、右。点击箭头时：

• 若其方向到边界之间没有其他箭头 → 飞出棋盘并消除；
• 若前方有箭头阻挡 → 不能消除，失误 +1；
• 每关 3 次失误，用尽即失败；
• 清空全部箭头即通关，进入下一关；
• 通关全部 3 关后显示胜利。

界面设计

• 开始界面：标题、玩法提示、“开始游戏”按钮。
• 游戏界面：顶部显示关卡、剩余箭头、剩余失误；中部为棋盘；左上角有“重新开始”按钮。
• 结果界面：显示“恭喜通关全部关卡”或“失败！失误次数用尽”，点击任意处返回开始。

主要功能

1. 四种方向箭头显示与点击；
2. 路径阻挡检测；
3. 飞出动画与碰撞抖动反馈；
4. 失误计数与胜负判断；
5. 3 个可通关关卡；
6. 重新开始功能。

特色

• 路径检测使用方向向量表，四个方向共用一段代码；
• 使用 pygame 时间参数实现飞出与抖动动画；
• 提供 pytest 自动化测试。

三、实现思路

1. 箭头与方向表示

用二维列表存储棋盘，每个格子为 None 或 0~3：

0=上  1=右  2=下  3=左

方向向量表：

DIRS = {0: (-1, 0), 1: (0, 1), 2: (1, 0), 3: (0, -1)}

2. 关卡表示

每个关卡是一个二维列表，例如：

[
    [None, None, 1,    None],
    [None, 0,    None, None],
    [3,    None, None, None],
    [None, None, None, 1],
]

3. 路径检测（核心）

def can_fly(self, row, col):
    d = self.grid[row][col]
    dr, dc = DIRS[d]
    r, c = row + dr, col + dc
    while 0 <= r < self.rows and 0 <= c < self.cols:
        if self.grid[r][c] is not None:
            return False
        r += dr
        c += dc
    return True

从当前格沿方向逐步前进，遇到非空格返回 False；越界说明畅通。
边界处理：循环条件 0 <= r < rows 保证不会数组越界。

4. 点击处理

def click(self, row, col):
    if self.grid[row][col] is None:
        return "empty"
    if self.can_fly(row, col):
        self.grid[row][col] = None
        self.remaining -= 1
        return "fly"
    else:
        self.mistakes += 1
        return "block"

5. 动画与状态机

主循环采用 START / PLAY / RESULT 三状态机；
飞出动画记录起始格与方向，每帧按时间平移绘制；
碰撞抖动通过对 x 坐标叠加正弦偏移实现。

四、AIGC使用过程

子任务	借助何种 AIGC	AI 实现或提供了什么	效果如何	人工修改
路径检测	DeepSeek	生成四方向检测代码	初版把方向用 if-elif 写四遍，且向上检测未处理边界	改为方向向量表 + while 循环，修复越界
关卡设计	DeepSeek	生成3个关卡数组	关卡2、3初版死锁，无法通关	手工重排，避免同行/同列方向相对，并逐关试玩验证
飞出/碰撞动画	DeepSeek	提供飞出平移与抖动动画思路	抖动幅度过大、飞出速度过快	调整幅度为 8px、时长 0.25s，飞出时长 1.2s
界面布局	DeepSeek	给出 pygame 状态机框架	基本可用	调整字体回退逻辑，兼容中文显示
自动化测试	DeepSeek	生成 pytest 测试用例	覆盖飞，阻挡，胜负，重开	补充T06重开恢复测试

以上记录均来自开发过程中的真实对话，非事后虚构。

五、测试过程

运行 python main.py 启动游戏，按下列测试用例逐项手工验证：

1. T01：进入关卡 1，点击边缘朝外的箭头，观察箭头是否飞出消失。
2. T02：点击一个前方有阻挡的箭头，观察是否抖动、失误是否 +1。
3. T03：点击棋盘边缘朝外的箭头，观察是否正常飞出且无报错。
4. T04：按正确顺序清空关卡 1 全部箭头，观察是否自动进入关卡 2。
5. T05：故意点击 3 次被阻挡的箭头，观察是否显示“失败”。
6. T06：游戏中点击“重新开始”，观察箭头布局和失误次数是否恢复。

六、测试结果

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	与预期一致	✅
T02	点击前方有阻挡的箭头	不消失，失误-1	与预期一致	✅
T03	点击边缘朝外箭头	正常消失，无越界	与预期一致	✅
T04	清空本关全部箭头	显示通关进入下一关	与预期一致	✅
T05	失误次数耗尽	显示失败并可重开	与预期一致	✅
T06	游戏进行中重新开始	布局与失误恢复	与预期一致	✅

同时编写了 test_game.py，使用 pytest 覆盖路径检测、失误累加、胜负判断与重开逻辑，全部通过。

运行命令：

python -m pytest test_game.py -v

七、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	1.0	1.0	0
Python 与图形库学习	1.5	1.0	-0.5
游戏界面实现	2.5	3.0	+0.5
路径与碰撞逻辑实现	2.0	1.5	-0.5
关卡设计	1.0	2.0	+1.0
AIGC 辅助开发	2.0	2.5	+0.5
测试与修改	1.5	2.0	+0.5
README 与博客撰写	2.0	2.5	+0.5
合计	13.5	15.5	+2.0

八、心得体会

本次作业中，AIGC 工具在框架搭建、路径检测思路、动画实现和测试用例生成上给了我很大帮助，尤其是把“四个方向分别写检测”优化为“方向向量表 + while 循环”，代码量大幅减少。

但AI也存在明显不足：

1. 关卡数据虽然语法正确，但常常无解，必须我自己逐个试玩验证；
2. 动画参数AI给的值往往偏大，需要人工调参；
3. 边界条件AI第一版没有处理好，需要自己补0 <= r < rows。

通过本次实践，我理解了：

• 路径检测本质是沿方向向量的“射线步进”；
• 游戏状态机（开始/进行/结束）能让主循环结构清晰；
• AI 是加速器而不是替代品，理解并验证每一行代码才是关键。

最大的收获是：实现能读懂、能改、能讲清楚自己提交的代码，比代码本身更重要。

九、参考资料

• pygame 官方文档：https://www.pygame.org/docs/
• 方向向量与网格寻路基础概念（自整理）
• AIGC 工具：DeepSeek（对话辅助）