2026软件工程第二次个人作业

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秋软件工程第二次个人作业
这个作业的目标	利用 AIGC 完成“一箭又一箭”小游戏
学号	102401422
GitHub仓库	arrow-arrow

一、项目展示

本项目基于 Python + Pygame 开发，完整实现了开始界面、游戏界面、通关/失败界面。以下为各界面运行截图。

1.开始界面：

2.游玩界面截图：

进入关卡后会显示:

当前关卡
剩余可失误机会
剩余箭头数量
重新开始按钮
游戏棋盘

3.成功界面截图：

4.失败界面截图：

二、项目介绍

1.项目结构：

ArrowArrow/
│
├── main.py
│   └── 程序入口
│
├── constants.py
│   └── 全局常量与配置
│
├── arrow.py
│   └── Arrow 数据类
│
├── board.py
│   └── Board 棋盘类
│       ├── is_blocked()   # 路径检测
│       ├── remove()       # 移除箭头
│       └── clone()        # 深拷贝棋盘
│
├── levels.py
│   └── 关卡数据与解析
│       ├── RAW_LEVELS     # 5 关字符画
│       └── parse_level()  # 字符画 → Board
│
├── solver.py
│   └── 贪心求解器 solve()，验证关卡可解性
│
├── session.py
│   └── 游戏状态机 GameSession
│
├── animations.py
│   └── 动画模块
│
├── ui.py
│   └── 渲染工具（字体、按钮、坐标换算、箭头多边形）
│
├── game.py
│   └── 主游戏类
│       ├── run()          # 主循环
│       ├── handle_event() # 事件处理
│       ├── update()       # 状态更新
│       └── draw()         # 界面绘制
│
│
└──README.md
   └── 项目说明

2.游戏规则：

棋盘上放置若干带方向的箭头，方向分为上、下、左、右四种。玩家点击任意箭头后，程序会沿箭头前进方向扫描至棋盘边界，判定规则如下：

若前进路径无任何箭头阻挡，该箭头飞出棋盘并消失；
若前进路径存在其他箭头，箭头弹回并抖动，同时扣除一次失误次数；
清空当前关卡所有箭头即可通关，自动进入下一关；
失误次数耗尽时本关挑战失败，支持重新开始本关游戏。

3.界面设计：

开始界面
展示游戏标题、简易游戏规则说明，搭配「开始游戏」功能按钮，界面简洁直观。
游戏主界面
顶部信息栏：实时显示当前关卡、剩余箭头数量、剩余失误次数；
中部区域：游戏棋盘主体，为核心游玩区域；
底部区域：设置「重新开始」按钮，支持随时重置本局游戏。
通关/失败界面
采用半透明遮罩+弹窗卡片样式弹出，清晰展示对局结果，搭配对应操作按钮，支持进入下一关或重新挑战。
交互视觉反馈
箭头默认以蓝色三角形展示，鼠标悬停格子自动高亮；
箭头碰撞受阻时，自动变红并抖动，给出明确报错反馈；
箭头成功消除时，播放缩放+位移动画，交互反馈流畅清晰。

4.主要功能：

完整支持上、下、左、右四个方向箭头的识别与精准路径检测；
精准判定箭头通行状态，无阻挡正常消除、有阻挡触发碰撞反馈；
完善的失误次数统计、扣减与失败重试机制；
支持关卡自动切换、手动重新开始，游戏过程可随时重置；
内置贪心求解器，自动验证关卡可解性，杜绝无解死局；
配备快捷键操作：Esc 退出游戏。

5.项目特色：

模块化架构：采用多文件拆分开发，代码解耦，结构清晰，便于后续维护与功能扩展；
轻量化关卡设计：通过字符画定义关卡数据，直观易懂、修改便捷，搭配独立脚本完成关卡合法性校验；
AIGC 辅助开发：全程借助 AIGC 工具辅助编码、调试、设计，所有内容均经过人工校验、修改优化，保障程序稳定可用；
关卡设计：游戏内置 5 个递进难度关卡，箭头数量逐关递增（5、8、12、16、20），难度循序渐进，游玩体验层层升级；
完善质量校验：配备自动化测试、关卡可解性校验，全方位保障游戏运行稳定、关卡合理。

三、实现思路

本项目采用面向对象模块化的思想进行开发，将数据模型、棋盘逻辑、状态机、动画、UI渲染相互解耦，各个模块职责单一。下面分别介绍箭头、方向、关卡的数据表示，以及核心的路径检测算法。

1. 箭头的表示

箭头使用 Arrow 类（arrow.py）进行封装：

class Arrow:
    __slots__ = ('row', 'col', 'direction')
    def __init__(self, row, col, direction):
        self.row = row
        self.col = col
        self.direction = direction

2. 方向的表示

在constants.py中定义全局字典DIRS，把方向映射为行增量、列增量、旋转角度：

DIRS = {
    'up':    (-1, 0, 270),
    'down':  (1, 0, 90),
    'left':  (0, -1, 180),
    'right': (0, 1, 0),
}

同时定义字符映射字典CHAR_TO_DIR，用于关卡字符画解析：

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

3. 关卡的表示

关卡原始数据存放在levels.py的RAW_LEVELS，使用字符画描述棋盘布局。parse_level()解析字符画生成Arrow对象，交给Board棋盘类；Board内部使用二维网格grid存储棋盘，格子存有箭头则存放Arrow实例，空格子为None。Board提供统计剩余箭头、棋盘深拷贝clone()等方法，load_all_levels()批量解析全部关卡，深拷贝用于求解器模拟推演，保护原始关卡数据。

RAW_LEVELS = [
    # 第1关，5个箭头
    [
        ">..v",
        ".v..",
        "....",
        "<..>",
    ],
    ...
]

4. 路径检测方法

文件位置：board.py

功能:接收一个箭头对象，沿着箭头前进方向，从箭头相邻的第一格开始向棋盘边界逐格扫描：
如果扫描途中遇到任意其他箭头，返回True，代表存在阻挡，箭头不能飞出；
如果一直走到棋盘边界都没有遇到其他箭头，返回False，代表无阻挡，可以飞出棋盘。

源码:

def is_blocked(self, arrow):
    """沿箭头方向逐格扫描，遇到其他箭头即被阻挡"""
    dr, dc, _ = DIRS[arrow.direction]
    r = arrow.row + dr
    c = arrow.col + dc
    while 0 <= r < self.rows and 0 <= c < self.cols:
        if self.grid[r][c] is not None:
            return True
        r += dr
        c += dc
    return False

执行流程:

根据箭头direction从DIRS取出方向增量dr、dc；
起点坐标：r = arrow.row + dr，c = arrow.col + dc，从箭头前方第一格开始扫描，不包含箭头自身格子；
while循环：坐标在棋盘合法范围内就持续向前走一格；
循环内部判断：如果当前格子grid[r][c]不为None，说明该格子存在箭头 → 直接返回True（被阻挡）；
如果循环退出（坐标越界，走到棋盘边界外面），全程没有碰到其他箭头，返回False（无阻挡）。

四、AIGC 使用过程

本次开发全程使用 DeepSeek 作为主要AIGC辅助工具，完成框架搭建、核心算法编写、动画实现，后续人工阅读代码、调试Bug、修正逻辑，下表记录3次代表性协作过程：

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	DeepSeek	根据我的要求，生成四个方向的路径检测代码，使用 while 循环沿箭头方向逐格扫描，遇到箭头返回 True，否则返回 False	基本逻辑正确，但向上检测时边界条件写成了 `r > 0`，导致第一行漏判，箭头无法正常飞出	将边界条件改为 `r >= 0`，并补充了四个方向的测试用例，验证向上、向下、向左、向右均能正确判断阻挡与边界
关卡设计	DeepSeek	根据“5 个关卡、箭头数递增至 20”的要求，生成 5 组字符画关卡数组，并给出对应的箭头数量统计	前三关可正常通关，但第四、五关存在循环阻挡，贪心求解器返回无解，实际无法通关	手动查看第4关，第5关找出无法通过的问题所在并作出修改
Pygame动画与状态机设计	DeepSeek	提出模块化拆分方案，生成`GameSession`状态机、`ShakeManager`抖动、`FlyOut`飞出动画代码，定义菜单/游玩/通关/失败状态	动画能够运行，但抖动幅度偏大、飞出动画时间不合理	调整动画时长参数`FLY_TIME`、`SHAKE_TIME`；修改通关触发逻辑

五、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	箭头飞出棋盘并消失	箭头播放飞出动画后消失	通过
T02	点击前方有阻挡的箭头	箭头不消失，可失误次数减1	箭头变红抖动，可失误次数 -1	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	正常飞出，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“本关通关”，点击进入下一关	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”，可重试本关	通过
T06	游戏进行中重新开始	箭头布局和失误次数恢复	棋盘重置，可失误次数恢复为 5	通过
T07	启动时自动校验所有关卡可解性	5 个关卡均返回有效移除顺序	控制台无“无解”警告，全部通过	通过

六、PSP 表格

PSP 个人软件过程表

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	1	+0.5
Python 与图形库学习	3	2.5	-0.5
游戏界面实现	3	3.5	+0.5
路径与碰撞逻辑实现	4	4.5	+0.5
关卡设计	2	3	+1.0
AIGC 辅助开发	2	1.5	-0.5
测试与修改	3	4	+1.0
README 与博客撰写	2	2	0
合计	19.5	22	+2.5

七、心得体会

本次作业是我第一次独立从零开发一个功能完整的小游戏项目，也是我初次系统学习并使用pygame等开发工具。项目起步阶段，我对整体项目架构没有清晰概念。各类问题会同时出现，例如环境配置、代码逻辑等问题。
在开发过程中，AIGC起到了很好的辅助开发作用。AI能够快速生成代码框架、基础算法、动画实现思路，节省了大量编写基础模板代码的时间，在路径检测、动画逻辑、关卡字符画生成等任务上快速给出方案，提升了项目开发效率。
但AI生成的代码也会出现各种问题：生成的关卡可能存在无解死局；动画参数、交互时序不符合预期，不能直接交付使用。所以AI只能作为辅助工具，输出内容必须人工仔细阅读、调试、测试与修正，不能直接照搬。

posted @ 2026-09-17 18:38 井上七濑阅读(10) 评论(0) 收藏举报

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井上七濑