2026 秋软件工程个人作业（第二次）
| 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 | 2026 秋软件工程个人作业（第二次 |
| 这个作业的目标 | 使用 Python 和 AIGC 完成“一箭又一箭”小游戏 |
| 学号 | 102401304 |
| GitHub 仓库 | https://github.com/Sakura-x000/arrow-game |
一、项目展示
1. 关卡选择界面
一开始只能选第 1 关，其他关卡灰色“未解锁”。通关后自动解锁下一关。每关显示已获得的星数和最快用时，限时模式显示最高分。
2. 游戏界面
顶部显示当前关卡、剩余箭头、失误次数、用时。下面两行按钮：暂停、撤销、提示、重新开始、返回。棋盘是彩色箭头，四方向。
3. 通关界面
弹出“太棒了！”，按失误次数显示 1~3 星，并显示本关用时。第 1~5 关有“下一关”和“返回选关”。
4. 失败界面
失误达到 3 次时弹出“再试一次吧！”，可以“重来”或“返回选关”。返回不会解锁下一关。
5. 限时模式
第 6 关是限时模式，进关前弹出玩法说明。地图随机生成，30 秒内点击箭头得分，连续 3 连击 +2 秒，点到被挡箭头 -2 秒。结算显示连击、用时、分数和最高分。
二、项目介绍
游戏规则
- 棋盘是网格，每个格子里可能有一个箭头，方向为上、下、左、右。
- 点击箭头，程序检查它前进方向上有没有别的箭头。
- 前方没有阻挡 → 箭头飞出棋盘并消失。
- 前方有阻挡 → 箭头原地晃动变红，失误次数 +1。
- 清空全部箭头 → 通关，按失误次数获得 1~3 星。
- 失误达到 3 次 → 失败，可以重来或返回选关。
- 通关当前关卡解锁下一关。
关卡设计
| 关卡 | 网格 | 类型 |
|---|---|---|
| 第 1 关 | 4x4 | 普通 |
| 第 2 关 | 4x4 | 普通 |
| 第 3 关 | 4x4 | 普通 |
| 第 4 关 | 5x5 | 普通 |
| 第 5 关 | 6x6 | 普通 |
| 第 6 关 | 7x7 | 限时模式，随机生成 |
界面设计
- 深蓝渐变背景，带装饰圆点
- 顶部深色圆角卡片显示关卡信息
- 棋盘用浅色卡片包住
- 按钮圆角 + 阴影 + 悬停变色
- 结算弹窗居中，带圆角和阴影
主要功能
- 四个方向的箭头
- 鼠标点击交互
- 路径阻挡判断
- 飞出动画（渐隐）
- 碰撞反馈（晃动 + 变红）
- 失误计数
- 6 个关卡（3 个 4x4、1 个 5x5、1 个 6x6、1 个限时模式）
- 关卡选择与解锁
- 星级评价
- 每关用时记录
- 限时模式：倒计时、连击、加分、最高分
- 撤销（限 3 次）
- 提示（限 3 次，高亮可飞箭头）
- 暂停、保存进度、继续存档
- 重新开始、返回选关
三、实现思路
1. 箭头怎么表示
每个关卡是一个二维列表，每个格子要么是 0（空），要么是 'U' / 'D' / 'L' / 'R'。
['R', 0, 0, 'U'],
表示第 0 行第 0 列是朝右的箭头，第 0 行第 3 列是朝上的箭头。
2. 方向怎么表示
用一个字典把方向字母翻译成“行变化、列变化”：
DIRS = {
'U': (-1, 0), # 上：行 -1，列不变
'D': (1, 0), # 下：行 +1，列不变
'L': (0, -1), # 左：行不变，列 -1
'R': (0, 1), # 右：行不变，列 +1
}
因为 Pygame 和二维列表的 y 轴都向下，所以“上”对应行 -1，“下”对应行 +1。
3. 路径检测
点一个箭头时，沿它的方向一格一格往外走，只要遇到非空格子就说明被挡：
def is_blocked(r, c, direction):
dr, dc = DIRS[direction]
nr, nc = r + dr, c + dc
while 0 <= nr < ROWS and 0 <= nc < COLS:
if board[nr][nc] != 0:
return True
nr += dr
nc += dc
return False
比如朝右 R，就从 c+1 一直看到最右列；朝上 U，就从 r-1 一直看到最上行。
4. 飞出方向
飞出速度直接用同一个 DIRS：
dr, dc = DIRS[cell]
vx = dc * 22 # 列变化 → 横向
vy = dr * 22 # 行变化 → 纵向
这样箭头指向哪，就飞向哪，不会错。
5. 画箭头
为了不出错，四个方向分别写死顶点坐标，不做旋转：
- 朝右：箭头指向 +x
- 朝左：箭头指向 -x
- 朝上：箭头指向 -y
- 朝下：箭头指向 +y
6. 撤销
每次点击箭头前，把当前棋盘、失误、用时存进一个栈：
def push_undo():
undo_stack.append({
"board": [[cell for cell in row] for row in board],
"mistakes": mistakes,
"elapsed_ms": get_elapsed_ms(),
})
点“撤销”时弹出栈顶恢复。每关限 3 次。
7. 提示
找出当前所有前方无阻挡的箭头，随机选一个高亮：
def find_free_arrows():
result = []
for r in range(ROWS):
for c in range(COLS):
cell = board[r][c]
if cell != 0 and not is_blocked(r, c, cell):
result.append((r, c))
return result
高亮闪烁 2 次，每关限 3 次。
8. 限时模式
- 每关进前先弹玩法说明
- 30 秒倒计时，点掉箭头 +1 分，3 连击 +2 秒
- 点到被挡箭头 -2 秒，连击清零
- 时间到结算，分数 = 箭头数 + 剩余秒数 ÷ 2
- 地图随机生成时避免面对面箭头，保证有解
四、AIGC 使用过程
记录 1：路径检测
| 项目 | 内容 |
|---|---|
| 子任务 | 路径检测 |
| AIGC 工具 | DeepSeek |
| 提问 | 请帮我解释一下 Python 里 is_blocked 函数是怎么判断箭头前方有没有阻挡的。 |
| AI 提供 | 解释了 DIRS 字典的作用、while 循环怎么沿方向走、any 和 range 怎么用。 |
| 效果 | 帮助我理解了代码逻辑，确认方向字典用 (dr, dc) 是对的。 |
| 人工修改 | 原本想用 any 简写，后来改成 while 循环，更容易看懂。 |
记录 2：飞出动画
| 项目 | 内容 |
|---|---|
| 子任务 | 飞出渐隐动画 |
| AIGC 工具 | ChatGPT |
| 提问 | 我想给这个 Pygame 小游戏加一个箭头飞出时的渐隐动画，请给我代码。 |
| AI 提供 | 用 pygame.Surface 加 SRCALPHA 画半透明箭头，每帧增加 fade 值。 |
| 效果 | 基本可用，箭头飞出时慢慢消失。 |
| 人工修改 | 调整了每帧位移量和渐隐速度，让动画更自然。 |
记录 3：关卡设计
| 项目 | 内容 |
|---|---|
| 子任务 | 第 3 关设计 |
| AIGC 工具 | Kimi |
| 提问 | 请帮我设计一个 4x4 的“一箭又一箭”关卡，要求有解，并给出通关顺序。 |
| AI 提供 | 给出布局和通关顺序。 |
| 效果 | 第一次给的布局有死局，同一行两个相对箭头互相挡。 |
| 人工修改 | 手工调整布局，把相对箭头放到不同行，最终确定第 3 关。 |
记录 4：撤销功能
| 项目 | 内容 |
|---|---|
| 子任务 | 撤销 |
| AIGC 工具 | DeepSeek |
| 提问 | 用 Python 实现撤销上一步，保存棋盘和状态，限 3 次。 |
| AI 提供 | 用一个 list 当栈，每次点击前 append 当前状态，撤销时 pop。 |
| 效果 | 可用。 |
| 人工修改 | 加了最多 50 步限制，防止内存太大；每关重置次数。 |
记录 5：限时模式
| 项目 | 内容 |
|---|---|
| 子任务 | 限时模式 |
| AIGC 工具 | ChatGPT |
| 提问 | 用 Pygame 做一个 30 秒倒计时模式，点箭头加分，3 连击加时。 |
| AI 提供 | 用 pygame.time.get_ticks() 记录每帧间隔，扣倒计时。 |
| 效果 | 基本可用。 |
| 人工修改 | 加了结算界面、最高分记录、地图随机生成。 |
记录 6：界面排版
| 项目 | 内容 |
|---|---|
| 子任务 | 顶部按钮排版 |
| AIGC 工具 | Kimi |
| 提问 | 游戏顶部有 5 个按钮和 3 行信息，怎么排不重叠。 |
| AI 提供 | 建议按钮分两行靠右，信息靠左动态排。 |
| 效果 | 可用。 |
| 人工修改 | 按窗口宽度动态算按钮位置，信息按渲染宽度依次排。 |
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 | 箭头沿指向飞出，渐隐后消失 | ✅ 通过 |
| T02 | 点击前方有阻挡的箭头 | 箭头不消失，失误次数减 1 | 箭头原地晃动变红，失误 +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 | 箭头正常飞出，无越界、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“太棒了！”弹窗，显示星数 | ✅ 通过 |
| T05 | 失误次数耗尽 | 显示失败并允许重新开始 | 弹出“再试一次吧！”弹窗，可重来 | ✅ 通过 |
| T06 | 游戏进行中重新开始 | 箭头布局和失误次数恢复 | 布局恢复初始，失误归零 | ✅ 通过 |
| T07 | 通关第 1 关后返回选关 | 第 2 关解锁 | 第 2 关从灰色变为可点击 | ✅ 通过 |
| T08 | 通关时按失误次数计算星数 | 失误 0 次 3 星，1 次 2 星，2 次 1 星 | 星数与失误次数对应正确 | ✅ 通过 |
| T09 | 第 5 关通关后 | 进入限时模式弹窗 | 弹窗显示玩法说明 | ✅ 通过 |
| T10 | 失败后返回选关 | 不解锁下一关 | 下一关仍为灰色 | ✅ 通过 |
| T11 | 点撤销 | 恢复上一步，次数 -1 | 棋盘、失误、用时都恢复 | ✅ 通过 |
| T12 | 点提示 | 高亮可飞箭头，闪两次 | 黄色高亮闪烁 | ✅ 通过 |
| T13 | 暂停并保存 | 存档，选关界面显示“有存档” | 存档生效 | ✅ 通过 |
| T14 | 继续存档 | 恢复棋盘、失误、用时 | 状态恢复 | ✅ 通过 |
| T15 | 限时模式倒计时 | 30 秒倒计时，3 连击 +2 秒 | 倒计时正常 | ✅ 通过 |
| T16 | 限时模式结算 | 显示连击、用时、分数、最高分 | 符合预期 | ✅ 通过 |
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 | 1 | 0 |
| Python 与图形库学习 | 2 | 2 | 0 |
| 游戏界面实现 | 3 | 4 | +1 |
| 路径与碰撞逻辑实现 | 2 | 2.5 | +0.5 |
| 关卡设计 | 1 | 2 | +1 |
| 撤销、提示、暂停、存档 | 2 | 2.5 | +0.5 |
| 第 4、5 关扩大网格 | 1 | 1 | 0 |
| 限时模式 | 2 | 3 | +1 |
| 界面排版优化 | 1 | 2 | +1 |
| AIGC 辅助开发 | 2 | 2 | 0 |
| 测试与修改 | 2 | 2.5 | +0.5 |
| README 与博客撰写 | 2 | 2 | 0 |
| 合计 | 21 | 26.5 | +5.5 |
七、心得体会
这次作业让我第一次完整地做了一个小游戏，也第一次真正用 AIGC 工具辅助开发。
AI 带来的帮助：
- 帮我搭出了游戏框架，省去了从零开始写界面的时间。
- 帮我解释了路径检测的逻辑，让我理解了方向字典的用法。
- 帮我设计了关卡、动画、撤销、提示、限时模式。
- 界面美化时给了不少建议。
遇到的问题：
- 方向判断一开始总出错，箭头指向和飞出方向不一致。后来发现问题出在方向字典的元组顺序上，统一改成
(dr, dc)后就好了。 - 关卡设计很容易出现死局，同一行两个相对箭头会互相挡。后来学会先手工验证一遍再写进关卡数据。
- 限时模式随机生成箭头时，第一次也出现了面对面箭头，后来加了生成前的检测。
- 界面一开始很简陋，后来一步步调颜色、加卡片、加圆角。按钮太多时还会遮挡，最后改成两行靠右排列。
- 窗口尺寸和关卡网格大小相关，进不同关卡要重新调整窗口，一开始忘了处理，导致闪退。
收获：
- 理解了二维网格游戏的基本结构：数据、方向、路径检测、动画、状态管理。
- 学会了怎么和 AI 协作：AI 给代码，我负责运行、测试、发现问题、让它改。
- 知道了 AI 生成的代码不能直接用，必须自己跑一遍，尤其是方向、边界、布局这些地方。
- 学会了把一个大功能拆成几个小步骤，每步跑通再继续。
总的来说，这次作业让我对 Python 和游戏开发有了直观的认识，也让我更清楚 AI 能帮什么、不能帮什么。
浙公网安备 33010602011771号