软件工程第二次个人作业——光阴似箭，四季如梭

软件工程第二次个人作业——“一箭又一箭”小游戏开发博客

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	<102401302>
GitHub 仓库	https://github.com/irisG1115/arrow-game

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一、项目展示

开始界面

游戏进行中（春夏秋冬四个关卡）

通关界面

失败界面

重新开始

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二、项目介绍

1. 游戏规则

“一箭又一箭”是一款点击式箭头解谜游戏。棋盘为 5×5 网格，每个格子可能放置一个箭头，方向分为上、下、左、右四种。玩家点击某个箭头后，程序会检查该箭头前进方向到棋盘边界之间是否还有其它箭头：

• 若前方无阻挡，箭头飞出棋盘并消失；
• 若前方有阻挡，箭头不能消除，并消耗一次失误机会；
• 清除本关全部箭头即可通关；
• 失误次数耗尽则失败，可重新开始。

2. 界面设计

游戏包含三个主要界面：

• 开始界面：显示游戏标题、操作提示和“开始游戏”按钮。
• 游戏界面：顶部信息栏显示当前关卡、季节、剩余箭头数、剩余失误次数（以心形显示）和“重新开始”按钮；中部为棋盘；底部为随季节变化的草地和花朵装饰。
• 结果界面：通关时弹出“关卡通过！”或“全部通关！”卡片；失败时弹出“挑战失败”卡片，并提供“重试”按钮再次开始当前关卡。

3. 主要功能和特色

• 完整支持上、下、左、右四种方向的箭头；
• 路径检测正确，边界处理无越界；
• 箭头飞出时有动画和粒子尾迹；
• 箭头被阻挡时有晃动、变红、屏幕震动等反馈；
• 失误次数以心形图标直观显示；
• 四个关卡分别对应春、夏、秋、冬四个季节主题；
• 每个季节有各自的天空渐变色、粒子效果、花朵装饰和箭头配色；
• 加入了飘动云朵、太阳、季节小图标等装饰元素。

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三、实现思路

1. 箭头、方向和关卡的表示

方向编码：用四个整数表示四个方向，方便比较和查找：

UP, RIGHT, DOWN, LEFT = 1, 2, 3, 4

棋盘表示：用二维列表表示，0 表示空格，其它值表示箭头方向。例如第 1 关：

"grid": [
    [0, 0, RIGHT, 0, 0],
    [0, 0, UP, 0, 0],
    [RIGHT, RIGHT, RIGHT, RIGHT, RIGHT],
    [0, 0, DOWN, 0, 0],
    [0, 0, LEFT, 0, 0],
]

关卡数据：每个关卡用一个字典表示，包含棋盘、失误上限、季节主题：

{
    "grid": [...],
    "mistakes": 3,
    "season": "spring",
}

2. 路径检测方法（重点）

这是整个游戏最核心的逻辑，实现放在 is_blocked(r, c, direction) 里：

def is_blocked(self, r, c, direction):
    if direction == UP:
        for rr in range(r - 1, -1, -1):
            if self.grid[rr][c] != 0:
                return True
    elif direction == DOWN:
        for rr in range(r + 1, GRID_H):
            if self.grid[rr][c] != 0:
                return True
    elif direction == LEFT:
        for cc in range(c - 1, -1, -1):
            if self.grid[r][cc] != 0:
                return True
    elif direction == RIGHT:
        for cc in range(c + 1, GRID_W):
            if self.grid[r][cc] != 0:
                return True
    return False

思路是：

• 向上：从 r-1 一直查到 0，只要该列上任何一格非零，就返回 True；
• 向下：从 r+1 一直查到 GRID_H-1；
• 向左：从 c-1 一直查到 0；
• 向右：从 c+1 一直查到 GRID_W-1。

关键在于 range 的起止范围：

• range(r-1, -1, -1) 的最后一个参数是 -1，意味着它可以正确取到 0，又不会越界到负数；
• range(r+1, GRID_H) 保证最多取到 GRID_H-1。

这样四个方向都只检查同一行或同一列，不需要处理二维数组越界，也不需要额外判断坐标是否合法。

3. 飞出与碰撞

click_board 里点击某个箭头后：

• 若 is_blocked 返回 False，把 grid[r][c] 置为 0，并往 self.animations 里追加一条飞出动画；
• 若返回 True，失误次数加 1，并往 self.collision_effects 里追加一条碰撞反馈。

动画与粒子的每帧更新放在 update 里，画面绘制放在 draw_playing 里，形成完整的“点击 → 逻辑 → 反馈 → 动画”的闭环。

4. 四季主题

每个季节定义了一套配色和粒子类型，通过 SEASONS 字典配置：

SEASONS = {
    "spring": {...},
    "summer": {...},
    "autumn": {...},
    "winter": {...},
}

切换关卡时调用 _setup_season，重新生成该季节的底部花朵和天气粒子。

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四、AIGC 使用过程

整个开发过程中，我主要使用了 DeepSeek（DS） 和 Trae CN 两类 AIGC 工具。下面记录 5 次具有代表性的协作过程。

记录 1：生成基础游戏框架与核心逻辑

项目	内容
子任务	基础框架、棋盘与箭头显示、四个方向的路径检测、碰撞反馈与失误次数、关卡切换
借助何种 AIGC	DeepSeek
AI 实现或提供了什么	生成 Pygame 主循环、棋盘与箭头绘制、is_blocked 四方向路径检测、碰撞晃动与失误计数、关卡切换与重新开始等基础代码
效果如何	核心逻辑基本可用。这一版界面比较朴素，只有纯色背景和基础箭头，没有四季和装饰元素。运行时 SysFont("simhei") 在部分环境下会报错
人工修改	调整 range(r-1, -1, -1) 确保向上检测不越界；试玩后确认 3 个关卡均可通关；把 SysFont 的问题留到后面单独处理

记录 2：优化 UI 设计，加入四季、天气与花朵

项目	内容
子任务	四季主题、天气粒子、花朵装饰、云朵与季节图标
借助何种 AIGC	Trae CN
AI 实现或提供了什么	提供四季配色方案、SEASONS 字典结构、WeatherParticle 类、Flower 类、Cloud 类以及手绘季节图标的绘制函数，并给出 _setup_season 切换逻辑
效果如何	界面明显丰富，四季主题运行正常；但 emoji 字符在 Windows 下显示为方框
人工修改	用 Pygame 手绘图标替代 emoji；微调花朵密度与云朵速度；把 WEATHER 统一为 SEASONS，新增 self.dir_colors 按季节取箭头颜色

记录 3：修复字体加载报错

项目	内容
子任务	字体加载 Bug
借助何种 AIGC	豆包
AI 实现或提供了什么	分析报错 TypeError: expected str, bytes or os.PathLike object, not int，指出这是 Pygame 在 Python 3.13 环境下 SysFont 读取注册表失败导致的
效果如何	建议改用字体文件路径直接加载：pygame.font.Font("C:/Windows/Fonts/msyh.ttc", 28)，四套字号均正常显示
人工修改	将原来的 SysFont 全部替换为 Font 加载方式，并确认中文字体正常渲染

记录 4：修复动画 KeyError

项目	内容
子任务	飞出动画 KeyError
借助何种 AIGC	DeepSeek
AI 实现或提供了什么	分析报错 KeyError: 'draw_x'，指出动画字典在首次 update() 时还没有 draw_x 键，因为该键原本只在 draw_playing() 中赋值
效果如何	给出两种修复方案：一是创建动画字典时就写入 draw_x/draw_y，二是在 update 中用 .get() 兜底
人工修改	采用第一种：在 click_board 的 self.animations.append({...}) 里加上 "draw_x": cx, "draw_y": cy；同时在 update 中补 .get() 兜底，双重保证

记录 5：再次优化 UI 设计，修复显示栏排版重叠

项目	内容
子任务	顶部信息栏排版优化
借助何种 AIGC	DeepSeek
AI 实现或提供了什么	分析“剩余箭头”与“重新开始”按钮重叠的原因，给出重新分配 x 坐标、缩小字号、调整为“关卡 / 剩余箭头 / 重新开始”三栏布局的方案
效果如何	排版问题解决，顶部信息栏不再重叠，心形失误次数与季节图标也清晰可见
人工修改	手动调整各元素坐标与字号，把重新开始按钮放到右上角，将“失误”改为“失误次数”，并适当缩短文字宽度

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五、测试结果

测试环境：Windows + Python 3.13.9 + Pygame 2.6.1，手工测试。

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	箭头飞出棋盘，产生粒子尾迹后消失	通过
T02	点击前方有阻挡的箭头	箭头不消失，失误次数减 1	箭头晃动变红，顶部心形少一个	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	箭头飞出画面，无报错	通过
T04	消除本关全部箭头	显示通关并进入下一关	弹出“关卡通过！”，点击“下一关”进入第 2 关	通过
T05	失误次数耗尽	显示失败并允许重新开始	弹出“挑战失败”，点击“重试”恢复本关	通过
T06	游戏进行中重新开始	箭头布局和失误次数恢复	棋盘与失误次数均恢复初始状态	通过

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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	1.0	1.0	0.0
Python 与图形库学习	2.0	3.0	+1.0
游戏界面实现	2.0	3.5	+1.5
路径与碰撞逻辑实现	1.5	2.0	+0.5
关卡设计	0.5	1.0	+0.5
AIGC 辅助开发	2.0	3.0	+1.0
测试与修改	1.0	2.0	+1.0
README 与博客撰写	1.5	2.5	+1.0
合计	11.5	18.0	+6.5

说明：差异主要出现在环境配置、Bug 修改和界面细节调整上，实际耗时比预期更长。

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七、心得体会

这次作业让我第一次完整地使用 AIGC 工具参与了一个小型软件项目的开发，从需求分析、代码编写、调试到最终整理，整个过程都和 AI 紧密配合。

AI 带来的帮助：

• 缩短了从零开始的成本。像 Pygame 主循环、粒子系统、渐变绘制这些“模板化”的代码，AI 一次性就能给出可运行的版本，让我把精力集中在游戏逻辑本身。
• 帮助定位问题。比如字体报错和 KeyError 这两个 Bug，如果自己查文档可能要花很久，AI 看了报错后很快指出了原因和修改方向。
• 提供了多种实现方案。比如路径检测，AI 给出了用 range 逐格检查的写法，并提醒 range(r-1, -1, -1) 可以正确处理向上方向。

出现的问题：

• AI 生成的代码并不总是可以直接运行，会引用未定义的变量、遗漏某些键、或者在不同 Python 版本下报错。需要自己运行、观察报错、再去排查。
• AI 有时会使用 emoji 或 SysFont，但在 Windows + Python 3.13 的环境下会显示成方框或直接报错，说明最终还是要审查并修改AI呈现的结果。
• AI 生成的关卡不保证一定能通关，必须自己实际试玩，确认每一关都有解。

自己的收获：

• 学会了用 Pygame 组织一个完整的交互式程序：状态机、事件循环、动画更新与绘制分离。
• 理解了路径检测中边界处理的重要性，也第一次意识到“看起来简单”的数组访问其实很容易出错。
• 掌握了和 AI 协作的正确姿势：不是直接抄，而是把它当作一个反应很快的“同事”，让它出方案、给提示，然后自己验证、修改、负责。

总的来看，AIGC 让一个人也能完成以往需要小型团队才能做的项目，但前提是自己要能看懂代码、要能判断对错，并且在 AI 出错的时候能及时修正。