2026秋软件工程个人作业（第二次）

这个作业属于哪个课程	https://edu.cnblogs.com/campus/fzu/202601SofwareEngineering
这个作业要求在哪里	https://edu.cnblogs.com/campus/fzu/202601SofwareEngineering/homework/16717
这个作业的目标	使用 Python 和 AIGC 完成“一箭又一箭”小游戏
学号	102401605
GitHub 仓库	https://github.com/asdwrv/Arrow_Game

1.项目展示：

开始界面

游戏过程

通关与失败界面

2.项目介绍

游戏规则

棋盘是 3×3 的格子，每格一个箭头，朝上、下、左、右四个方向之一。

• 点击箭头，如果它指向的方向上没有其他箭头挡路，它就飞出去消失。
• 如果前方有箭头挡着，它就晃动一下，失误 +1。
• 失误满 3 次，游戏失败。
• 清空棋盘上所有箭头，就过关。通过 3 关，游戏胜利。

界面设计

• 深色主题：深蓝背景、深灰格子、浅灰网格线，箭头是蓝色加白色描边，醒目护眼。
• 三个界面：开始界面、游戏界面、结束界面（失败或通关）。
• HUD 信息：左上角显示计时，中上显示关卡，右上显示失误次数，左下提示按 F1 重开。

主要功能

• 3 个关卡：设计时保证每关都有解，不会卡死。
• F1 重开本关：游戏中随时按 F1，当前关重置，失误清零，正在飞的箭头立即消失，但不回主菜单、不换关。
• 通关动画：清空箭头后先显示绿色大字 "Level Clear!"，停 1 秒再进下一关。
• 计时器：实时显示用时，结束时冻结，方便挑战更短时间。
• 点击反馈：成功飞出并淡出，被阻挡则晃动。
• 任意键重开：失败或通关后，按任意键从第 1 关重新开始。

游戏特色

• 规则简单，但要动脑：需要规划点击顺序，一步步清出通道。
• 不会死局：每关都验证过，每一步都至少有一个箭头能飞出去。
• 视觉清晰：箭头方向一目了然，成功失败反馈明确。
• 可竞速：计时器让玩家可以挑战更快通关。

操作

场景	操作
开始界面	按任意键开始
游戏中	鼠标左键点箭头
游戏中	按 F1 重开本关
失败或通关	按任意键重新开始

3.实现思路：

箭头表示

每个箭头是一个 Arrow 对象，存三个关键信息：

• row、col：在 3×3 棋盘上的行号和列号。
• direction：方向，用整数表示——UP=0、DOWN=1、LEFT=2、RIGHT=3。

class Arrow:
    def __init__(self, row, col, direction):
        self.row = row
        self.col = col
        self.direction = direction
        self.state = 'idle'      # idle / flying / shaking
        self.offset_x = 0        # 飞行动画位移
        self.offset_y = 0
        self.alpha = 255         # 淡出透明度

箭头分两个列表存放：

• self.arrows：还在棋盘上的。
• self.flying_arrows：已经飞出、正在播放动画的。

方向表示

方向映射成行、列的步进量 (dr, dc)：

DIR_VECTORS = {
    UP:    (-1, 0),   # 行号减 1
    DOWN:  (1, 0),    # 行号加 1
    LEFT:  (0, -1),   # 列号减 1
    RIGHT: (0, 1)     # 列号加 1
}

飞行动画和路径检测都用这个步进量：

dr, dc = DIR_VECTORS[self.direction]
self.offset_x += dc * self.fly_speed
self.offset_y += dr * self.fly_speed

绘制时不靠旋转，而是给四个方向各写一组多边形顶点，保证画出来的方向和逻辑方向一致：

if direction == UP:
    points = [(s, s*0.3), (s*1.6, s*1.5), (s, s*1.1), (s*0.4, s*1.5)]
elif direction == DOWN:
    points = [(s, s*1.7), (s*0.4, s*0.5), (s, s*0.9), (s*1.6, s*0.5)]
elif direction == LEFT:
    points = [(s*0.3, s), (s*1.5, s*0.4), (s*1.1, s), (s*1.5, s*1.6)]
elif direction == RIGHT:
    points = [(s*1.7, s), (s*0.5, s*0.4), (s*0.9, s), (s*0.5, s*1.6)]

三、关卡表示

每个关卡是一个 3×3 的二维列表，每个格子存一个方向常量：

self.level_data = [
    # 第 1 关
    [
        [UP,    UP,    UP],
        [LEFT,  UP,    RIGHT],
        [DOWN,  DOWN,  DOWN]
    ],
    # 第 2 关
    [
        [LEFT,  UP,    RIGHT],
        [UP,    DOWN,  UP],
        [LEFT,  DOWN,  LEFT]
    ],
    # 第 3 关
    [
        [UP,    UP,    UP],
        [LEFT,  DOWN,  RIGHT],
        [DOWN,  DOWN,  DOWN]
    ]
]

切换关卡时，reset_level 读取对应数据，遍历 9 个格子，给每格生成一个 Arrow 放进 self.arrows：

def reset_level(self, level):
    self.arrows.clear()
    self.flying_arrows.clear()
    data = self.level_data[level - 1]
    for r in range(GRID_SIZE):
        for c in range(GRID_SIZE):
            direction = data[r][c]
            if direction is not None:
                self.arrows.append(Arrow(r, c, direction))
    self.mistakes = 0

关卡设计保证每步都有箭头能飞出，不会卡死。

路径检测

核心是 is_path_clear 函数，思路是从箭头前方一格开始，沿它指向的方向一格一格往外走，直到走出棋盘。

def is_path_clear(self, arrow):
    # 1. 拿到方向步进量
    dr, dc = DIR_VECTORS[arrow.direction]

    # 2. 从箭头前方第一格开始
    r = arrow.row + dr
    c = arrow.col + dc

    # 3. 只要还在棋盘内，就一格一格走
    while 0 <= r < GRID_SIZE and 0 <= c < GRID_SIZE:
        # 检查这一格有没有其他箭头
        for other in self.arrows:
            if other is arrow:       # 跳过自己
                continue
            if other.row == r and other.col == c:
                return False         # 被阻挡
        # 没被阻挡，继续朝同方向走一步
        r += dr
        c += dc

    # 4. 走出棋盘都没碰到箭头 → 畅通
    return True

• 朝上只查同一列上方；
• 朝下只查同一列下方；
• 朝左只查同一行左边；
• 朝右只查同一行右边。

不会看反方向或垂直方向。

点击和过关

玩家点击时，check_click 找到点中的箭头，调用 is_path_clear：

def check_click(self, pos):
    if self.state != STATE_PLAYING:
        return
    if len(self.flying_arrows) > 0:      # 动画中禁止点击
        return

    for arrow in reversed(self.arrows):
        if not arrow.is_idle():
            continue
        cx, cy = arrow.get_center()
        rect = pygame.Rect(cx - 50, cy - 50, 100, 100)
        if rect.collidepoint(pos):
            if self.is_path_clear(arrow):
                # 可以飞出
                self.arrows.remove(arrow)
                arrow.start_fly()
                self.flying_arrows.append(arrow)
            else:
                # 被阻挡，晃动 + 失误
                arrow.start_shake()
                self.mistakes += 1
                if self.mistakes >= MAX_MISTAKES:
                    self.state = STATE_GAME_OVER
            return

过关判定放在动画之后：只有 self.arrow 为空且 self.flying_arrows 也为空时，才进入下一关：

def update(self):
    # 更新飞行动画，飞出屏幕的移除
    for arrow in self.flying_arrows[:]:
        if not arrow.update():
            self.flying_arrows.remove(arrow)

    # 更新棋盘上箭头的晃动动画
    for arrow in self.arrows:
        arrow.update()

    # 全部清空后才过关
    if self.state == STATE_PLAYING:
        if len(self.arrows) == 0 and len(self.flying_arrows) == 0:
            self.next_level()

这样最后一个箭头的飞行动画能完整播完。

4.AIGC 使用过程：

AIGC 使用过程记录

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
中文显示乱码	DeepSeek	建议将 pygame.font.Font(None, size) 改为 pygame.font.SysFont('simhei', size)，并给出多种中文字体备选方案。	中文方块问题解决，但部分系统找不到指定字体，需要多字体回退。	增加字体缓存和多种字体名回退列表，并最终改用全英文界面。
路径检测逻辑	DeepSeek	生成基于 DIR_VECTORS 的逐格遍历代码，沿箭头方向检查是否有其他箭头阻挡。	初始版本混淆行/列与坐标，所有箭头都能飞出，完全失效。	重写 is_path_clear，严格用 row += dr、col += dc 遍历，并加 if other is arrow: continue 跳过自身。
关卡布局设计	DeepSeek	提供 3 个 3×3 的二维数组布局，声称“保证有解”。	AI 生成的第二关出现死锁，6 个箭头互相阻挡，玩到一半必定失败。	手工推演清空顺序，重新设计关卡布局，每步都有箭头能飞出。
箭头绘制方向错位	DeepSeek	使用旋转角度方式绘制四个方向的箭头。	由于 Pygame 屏幕 y 轴向下，旋转公式导致“逻辑朝上、画出来朝下”，视觉与逻辑脱节。	放弃旋转，改为给四个方向各写一组多边形顶点，确保视觉方向与逻辑方向 100% 一致。
通关动画与重开功能	DeepSeek	生成“Level Clear!”停留 1 秒的过渡状态、F1 重开本关、结束界面按任意键重开等逻辑。	动画基本可用，但重开时没有清空正在飞行的箭头，旧箭头仍在屏幕上飞。	在 restart_current_level 中补上 self.flying_arrows.clear()，并调整动画时长和晃动幅度。

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5.测试结果

测试用例与结果

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	箭头飞出棋盘并消失	箭头沿指向方向飞出并消失	通过
T02	点击前方有阻挡的箭头	箭头不消失，失误次数加 1	箭头原地晃动不消失，失误计数加1，HUD 右上角数字变红	通过
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	第一关边缘的朝外箭头点击后飞出，飞出过程中坐标超出棋盘范围且不报错	通过
T04	消除本关全部箭头	显示通关并进入下一关	最后一个箭头飞完后，显示绿字 "Level Clear!"，停留约 1 秒后自动进入下一关，关卡数 +1	通过
T05	失误次数耗尽	显示失败并允许重新开始	第 3 次失误后，界面切换到 "GAME OVER"，显示失败原因、用时和到达关卡；按任意键从第 1 关重新开始	通过
T06	游戏进行中重新开始	箭头布局和失误次数恢复	按 F1 后，当前关卡箭头全部恢复到初始布局，失误次数清零，关卡数不变	通过

6.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	1.5	2.0	+0.5
路径与碰撞逻辑实现	1.5	2.5	+1.0
关卡设计	1.0	1.5	+0.5
AIGC 辅助开发	1.0	1.5	+0.5
测试与修改	1.5	2.0	+0.5
README 与博客撰写	1.0	1.0	0
合计	10.0	12.5	+2.5

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7.心得体会

在开发“一箭又一箭”游戏的过程中，AI 帮助我快速搭建了代码框架、提供了动画实现公式和多种问题解决方案，显著提升了开发效率，但也暴露了它在空间逻辑、关卡可解问题、路径检测方向混乱等问题都需要手工推演和实机测试来修正。这次经历让我深刻体会到，AI 是高效的助手而非可靠的替代品，核心逻辑必须自己把关，逐格遍历方式写路径检测、用顶点直接绘制替代旋转，这些经验比代码本身更有价值。