软件工程课程第二次个人作业

项目	内容
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	作业链接
这个作业的目标	使用 Python 和 AIGC 完成“一箭又一箭”小游戏
学号	102402137
GitHub 仓库	仓库链接

一、项目展示

1.游戏开始界面

2.游戏过程界面

3.游戏通关界面

4.游戏失败界面

GIF演示

二、项目介绍：

1.游戏规则

棋盘上散布着若干带方向的箭头，方向只有上、下、左、右四种。点击某个箭头后，程序检查它前进方向上、到棋盘边界之间有没有别的箭头：

情况	结果
前方没有其他箭头	箭头沿自己的方向飞出棋盘，被消除
前方有其他箭头阻挡	飞不出去，消耗一次失误机会，并给出碰撞反馈

• 清空本关全部箭头 → 通关
• 失误次数耗尽 → 本关失败，可重新开始
• 点击空格子或棋盘外不扣失误

判定只考虑同行 / 同列、箭头与边界之间的直线路径，不考虑拐弯或连锁反应。

2.界面设计

整体是深色科技风，用渐变和光晕做层次，避免大面积纯色块带来的廉价感。

四个界面状态

界面	内容
开始界面	游戏标题、玩法说明面板、开始 / 继续 / 新游戏 / 选择关卡 / 退出按钮、右上角音效开关
游戏界面	顶部信息栏、自适应棋盘、底部操作栏
选关界面	12 张关卡卡片（4×3 网格）
结算浮层	半透明遮罩 + 结果面板（通关 / 失败）

游戏界面的三段式布局

• 顶部信息栏：做成一张浮起的圆角卡片而不是通栏色块。左侧是关卡编号与关卡名（带强调竖线），中间是三个状态胶囊——剩余箭头（蓝）、剩余失误（按剩余量在绿/橙/红之间切换）、用时（紫，超过目标用时会转橙，提示已经没有速度奖励），右侧是「重新开始」「选择关卡」。
• 棋盘：外框用渐变 + 内凹的格子井，格子做成有顶部高光和底部暗边的"键帽"质感。棋盘尺寸会按关卡自动计算格子边长并居中，4×4 到 7×7 都不用手工调。
• 底部操作栏：左侧是操作提示（被临时消息占用时会让位），右侧是「音效」「撤销 ×3」「提示 ×3」三个按钮。

视觉细节

• 箭头按方向用四种颜色区分（上蓝、下橙、左绿、右红），带柔和外发光、渐变主体和落地投影
• 背景是渐变 + 顶部冷色光晕 + 46 个缓慢上浮的粒子 + 四角暗角
• 结算面板顶部有圆形徽章（通关是对勾、失败是叉），背后一圈同色光晕

动画与音效

• 悬停：格子高亮和箭头放大都是平滑过渡（指数逼近），移开时淡出而不是硬切
• 入场：进入关卡时箭头按对角线顺序逐个弹出，带轻微过冲回弹
• 飞出：箭头逐渐加速飞出，身后拖一条随速度拉长的渐隐轨迹
• 碰撞：朝阻挡方向冲一下 → 带回弹地退回 → 左右晃动 → 闪白，同时格子扩散一圈红色光环
• 切界面：从黑场淡入，不硬切
• 音效：7 个音效（飞出、被挡住、提示、撤销、点击、通关、失败）

3.主要功能和特色

功能	说明
关卡系统	12 关，分入门 / 进阶 / 挑战三档（各 4 关），棋盘从 4×4 到 7×7，失误上限 3~5 次
关卡选择	卡片式选关，显示棋盘尺寸、箭头数、难度档，通关后显示最高分与最快用时
进度解锁	通关前一关才开放下一关（可在配置里一键改为全部开放）
计时	实时计时，本关结束时停表；超过目标用时胶囊变色提示
计分	基础分 + 速度奖励 + 失误奖励 − 提示扣分 − 撤销扣分，结算面板逐项列出
成绩记录	每关独立保留最高分与最快用时，主菜单与选关界面显示总分
提示	每关 3 次，用金色脉冲光环标出一个当前就能消掉的箭头
撤销	每关 3 次，可退掉一次消除或一次误点（含退回失误）
自动存档	长期成绩与当前这一局分开存两个文件，随时关窗口都能接着玩
音效开关	三个界面都有「音效：开 / 关」按钮，实时显示当前状态

三、实现思路：

1.箭头与方向怎么表示

方向用字符串："up" / "down" / "left" / "right"。
方向统一转成位移向量：

# 屏幕坐标：行号向下增大，列号向右增大
DIRECTION_VECTORS = {
    "up":    (-1,  0),
    "down":  ( 1,  0),
    "left":  ( 0, -1),
    "right": ( 0,  1),
}

"沿箭头方向前进一格"就统一成 (row + dr, col + dc)，判断路径、算到边界的距离、算到阻挡者的距离，全都共用同一套向量，不需要为四个方向各写一个分支。

棋盘上的箭头用字典存：

arrows = {(0, 3): "down", (2, 4): "right", ...}   # (行, 列) -> 方向

键是格子坐标，值是方向。选字典而不是二维数组，原因有三个：

• 棋盘大部分格子是空的，字典只存有箭头的格子，省空间也省遍历
• 判断"某格有没有箭头"是 O(1)，路径检测要反复做这个判断
• 消掉箭头就是 pop，撤销就是重新赋值，不需要维护额外的状态

箭头图形的画法：只用一份归一化坐标描述"向上"的轮廓，其它方向靠绕中心旋转 90° 的整数倍得到。

_ARROW_SHAPE = (
    (0.00, -0.34),   # 箭尖
    (0.22, -0.06),   # 箭头右角
    (0.09, -0.06),   # 箭杆右上
    (0.09,  0.32),   # 箭杆右下
    (-0.09, 0.32),   # 箭杆左下
    (-0.09, -0.06),  # 箭杆左上
    (-0.22, -0.06),  # 箭头左角
)
_DIR_TURNS = {"up": 0, "right": 1, "down": 2, "left": 3}

旋转用的是屏幕坐标系下的 90° 顺时针公式：

x, y = -y, x

朝上时箭尖在 (0, -0.34)；转一次得到 (0.34, 0)，正好朝右。这样只需要维护一份轮廓数据，四个方向共用，改箭头造型时也只改一处。

2.关卡怎么表示

用 ASCII 图写布局，. 是空格子，^ v < > 是四个方向的箭头：

_level("初次搭箭", "入门", 17, 3, """
    ....
    .<.v
    ..>.
    .^..
"""),

五个参数依次是关卡名、难度档、难度分、失误上限、布局。

解析过程：先用 textwrap.dedent 去掉源码缩进，再逐行逐字符查表映射，把每一个箭头收集成 (行, 列, 方向)：

CHAR_TO_DIR = {"^": "up", "v": "down", "<": "left", ">": "right"}

lines = [line.rstrip() for line in textwrap.dedent(art).strip("\n").split("\n")]
for row, line in enumerate(lines):
    for col, char in enumerate(line):
        direction = CHAR_TO_DIR.get(char)
        if direction is not None:
            arrows.append((row, col, direction))

最后装进一个 frozen dataclass：

@dataclass(frozen=True)
class Level:
    name: str
    tier: str
    difficulty: int
    rows: int
    cols: int
    max_mistakes: int
    arrows: tuple

难度分用三个可量化的指标算出来：

难度分 = 箭头数 × 3 + 最长依赖链 × 2 + 被挡住的箭头数

3.路径检测

基本思路

因为作业统一成"单格箭头 + 同行同列直线判定"，所以判定退化成一件很简单的事：从箭头所在格子出发，沿着方向向量一格一格往前走，看会不会撞到别的箭头。

def _blocker_on(board, rows, cols, cell):
    """在给定的棋盘上，沿箭头方向找第一个挡住它的箭头。"""
    direction = board.get(cell)
    if direction is None:
        return None
    dr, dc = DIRECTION_VECTORS[direction]
    r, c = cell[0] + dr, cell[1] + dc        # 从箭头前方一格开始
    while 0 <= r < rows and 0 <= c < cols:   # 一直走到棋盘外
        if (r, c) in board:
            return (r, c)                    # 撞到了，它就是阻挡者
        r += dr
        c += dc
    return None                              # 一路畅通，可以飞出

这个函数实现射线探测功能，用来查找当前箭头视线中第一个阻挡它的箭头。输入包含存储箭头位置与方向的棋盘字典、棋盘行列数和当前箭头坐标。棋盘字典只保存放置了箭头的格子，空白格子不会记录在内。
程序先读取当前格子箭头的方向，若该位置不存在箭头，直接返回空值。随后取出箭头对应的移动向量，从箭头前方相邻格子开始扫描，不会把箭头自身当作障碍物。
循环会沿着箭头方向不断移动坐标，只要坐标没有超出棋盘边界就持续探测。每检查一格，就判断该位置是否存在箭头；一旦遇到箭头，立刻返回这个阻挡箭头的坐标，终止探测。如果一路扫描直到走出棋盘都没有发现其他箭头，函数最终返回 None，代表这条视线没有任何遮挡。
返回 None 就表示"前方到边界之间没有别的箭头"，也就是这个箭头能飞出棋盘。

direction = board.get(cell)
if direction is None: return None

读取当前格子箭头方向，无箭头直接返回空。

dr, dc = DIRECTION_VECTORS[direction]
r, c = cell[0] + dr, cell[1] + dc

获取方向步长，从箭头前方一格开始探测。

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

在棋盘范围内持续向前遍历。

if (r, c) in board: return (r, c)
r += dr; c += dc

遇到第一个箭头就返回它的坐标，否则继续前进。

return None

走出棋盘仍未碰到箭头，说明无障碍物。

四、AIGC 使用过程

首先，我先把一箭又一箭游戏制作的任务要求发给AI

然后，我将任务分解为多个不同的部分，例如，我首先先让AI帮我制作游戏界面

在任务过程中，我也会对已完成的部分进行一点优化

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
分析游戏任务	DeepSeek	了解任务的需求	能完成任务并列出任务的要求	无
制作游戏界面	DeepSeek	完成了游戏的主界面、游戏界面等	基本可用	删去了多余的按键
完善关卡部分	DeekSeek	增加关卡数量与关卡选择功能	基本可用	对关卡中箭头位置进行调整
添加游戏音效	DeepSeek	添加了游戏点击、通关时等音效	不错	无
增加额外功能	DeepSeek	添加了提示、撤回等功能	基本可用	调整按键位置

五、测试结果

编号	测试内容	预期结果	实际结果	实际结果与预期是否相同
T01	点击前方无阻挡的箭头	箭头飞出棋盘并消失	点击后箭头飞出棋盘并消失	是
T02	点击前方有阻挡的箭头	箭头不消失，失误次数减 1	发出错误提示，失误次数减 1	是
T03	点击位于边缘且朝向棋盘外的箭头	箭头正常消失，不发生越界错误	箭头消失	是
T04	消除本关全部箭头	显示通关并进入下一关	显示通关并进入下一关的界面	是
T05	失误次数耗尽	显示失败并允许重新开始	显示失败与重新开始的界面	是
T06	游戏进行中重新开始	箭头布局和失误次数恢复	恢复关卡的箭头、失误次数、提示次数等	是
T07	静音按键是否有用	按键能关闭/打开声音	按键能开关声音	是
T08	点击新游戏按钮	清除先前所有游戏记录	清除记录并重新开始	是
T09	提示按键是否有用	选出能消除的箭头	显示出可消除的箭头	是
T10	退出游戏后是否能保存游戏进度	退出后可以保存游戏进度	退出后可以保存游戏进度	是

六、PSP 表格： 填写各阶段预计耗时和实际耗时；

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	1.5	1	-0.5
Python 与图形库学习	2	2.5	0.5
游戏界面实现	1.5	1.5	0
路径与碰撞逻辑实现	2	1.5	-0.5
关卡设计	1.5	1.5	0
AIGC 辅助开发	2	1.5	-0.5
测试与修改	2	2.5	0.5
README 与博客撰写	2	2	0
合计	14.5	14	-0.5

七、心得体会

AI把想法变成可运行代码的速度，是手写完全比不了的,从空目录到一个能玩、能存档、有音效的完整游戏，整个过程我基本没有卡在"这个 API 怎么写"上。界面布局、事件循环、状态机、存档序列化这些模板化的部分，AI 一次就能给出能跑的版本。
AI承担了大量机械性、重复性工作,能显著提高工作效率，12 个关卡的布局、配色方案、样式微调、参数调整，这些活写起来不复杂但极其琐碎。尤其是关卡布局，我需要反复调整二十多轮，每次都要重新验证。
AI有时候做的快捷键是没有效果的，要自己测试时才能检查出来
有些事 AI 判断不了,例如"好不好看"这种主观标准：AI 能画出来，但"够不够好看"得靠你反复看截图、提意见才能解决。