软工第二次作业：利用aigc开发小游戏

《一箭又一箭》小游戏开发随笔

一、基础信息

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	102302113
GitHub 仓库	https://github.com/shiluooo/shiluooo

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二、项目展示

开始界面

选关界面

游戏过程

失误扣血

通关界面

最终关卡通关

失败界面

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三、项目介绍

游戏规则

核心玩法参考微信小游戏《一箭又一箭》：棋盘上分布着方向为「上/下/左/右」的箭头，玩家点击箭头后，程序检查其前进方向上是否有其他箭头阻挡：

• 无阻挡 → 箭头飞出棋盘并消除
• 有阻挡 → 箭头不动，红色晃动提示，消耗 1 次失误机会
• 清空全部箭头 → 通关
• 失误 3 次耗尽 → 失败

界面设计

游戏包含 4 种状态界面：

1. 开始界面：标题、规则说明、「开始游戏」「选择关卡」两个按钮
2. 选关界面：2×3 网格展示 6 个关卡，已通关关卡带 ✓ 标记，可自由选择游玩
3. 游戏界面：顶部 HUD 显示「当前关卡 / 剩余箭头 / 失误次数（心形）」，中部棋盘带交替色格子，底部「重新开始」「返回选关」按钮
4. 结果界面：半透明蒙层 + 「通关/失败」文字 + 对应操作按钮

实现特色（附加功能）

• ✅ 关卡难度递增：关卡 1-4 为入门/中等，关卡 5（6×6 12 箭头）、关卡 6（7×7 16 箭头）为高难度
• ✅ 选关系统：通关任意关卡后会记录通关状态，可自由选择已解锁关卡重玩
• ✅ 通关即时弹窗：最后一个箭头触发飞出后立即弹窗，无需等待动画结束
• ✅ 自动关卡生成器：保证所有关卡可通关（见实现思路）

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四、实现思路

1. 核心数据结构

• 关卡表示：用二维字符数组存储，U/D/L/R 对应四个方向，. 表示空格
• 箭头实体：Arrow 类存储 row, col, direction, state（idle / flying / collide / disappeared 四种状态）
• 方向向量：DIRS = {'U': (0, -1), 'D': (0, 1), 'L': (-1, 0), 'R': (1, 0)}

2. 路径检测（核心算法）

点击查看代码

python
def check_path_blocked(self, arrow):
    dx, dy = DIRS[arrow.direction]
    r, c = arrow.row, arrow.col
    # 从下一格开始往边界方向逐格检查
    while True:
        r += dy
        c += dx
        # 走到棋盘外 → 路径畅通
        if r < 0 or r >= self.board_rows or c < 0 or c >= self.board_cols:
            return False
        # 遇到 idle 状态的箭头 → 被阻挡
        if self.get_arrow_at(r, c) is not None:
            return True

关键坑点：get_arrow_at 必须只认 state == 'idle' 的箭头。刚触发 flying 的箭头已经「离开格子」，不能再算阻挡——这个 bug出现过，修复逻辑见下文 AIGC 协作部分。

3. 关卡生成与可通关性验证

手动写关卡很容易出现「相向箭头卡死」（比如 L 和 R 对着放，谁都出不去）。我用 贪心放置 + BFS 求解 双重保证可通关：

1. 贪心放置：每个新箭头放置时，必须保证其朝边界方向路径畅通（无其他箭头）
2. BFS 求解验证：生成后模拟消除——反复找当前可飞出的箭头消除，直到全部消除（通过）或卡住（放弃重来）

4. 状态机管理

start → select → playing → win → (下一关 / 返回选关)
                              lose → (重新开始 / 返回选关)
playing 中 → 底部按钮可随时返回选关

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五、AIGC 使用过程

本次开发全程使用 Trae（字节跳动旗下 Coding Agent，使用内置模型seed code） 辅助，共进行了 3 次核心协作：

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
路径检测初版 + 初始关卡	Trae	生成四方向路径检测循环 + 6 个手动关卡数组	通关验证器跑出来全部卡住——手动关卡存在相向箭头（比如 L/R 对着放），形成死锁	放弃手动关卡，转而让 AI 写自动生成器
关卡自动生成器	Trae	生成「贪心放置 + BFS 求解验证」的关卡生成器，核心是「每个新箭头朝边界路径必须畅通」，生成后用 BFS 模拟可通关性	迭代约 3000 次成功生成 6 关，关卡 5/6 难度拉满（12/16 箭头）	调整关卡规格（关卡 5 目标 12 箭头、关卡 6 目标 16 箭头），增加迭代次数到 5000
两个运行时 bug 修复	Trae	① 定位 pygame.font.SysFont 在 Pygame 2.6.1 存在兼容性 bug（中文显示为方块）；② 定位 get_arrow_at 把 flying 状态的箭头当作阻挡，导致刚飞出的箭头挡住后方	两个 bug 定位均准确，修复代码直接可用	① 改为直接加载 msyh.ttc（微软雅黑）；② 把 state != 'disappeared' 改为 state == 'idle'；另：AI 最初生成的 get_arrow_at 判断条件写错，必须自己做单元测试验证

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六、测试结果

按照作业要求设计了 6 项测试，其中 T01-T04 为游戏核心逻辑，T05-T06 为流程验证：

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	箭头沿方向飞出棋盘并消失	箭头平滑飞出，移出屏幕后标记为 disappeared	✅ 通过
T02	点击前方有阻挡的箭头	箭头不消失，失误次数减 1	箭头变红色 + 高频晃动衰减，失误次数 -1	✅ 通过
T03	点击边缘朝外的箭头（如第一行的 ↑）	箭头正常消失，无越界错误	沿方向飞出，边界检查正常，无崩溃	✅ 通过
T04	消除本关全部箭头	显示通关弹窗	最后一个箭头触发 fly 后立即弹窗，无需等待动画	✅ 通过
T05	失误次数耗尽（连续 3 次点有阻挡的箭头）	显示失败弹窗	第 3 次点击后立即弹出失败界面	✅ 通过
T06	游戏进行中点击「重新开始」	箭头布局 + 失误次数恢复初始状态	全部箭头重置为初始位置、方向，失误次数恢复为 3	✅ 通过

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七、PSP 表格

PSP（Personal Software Process）是个人软件过程度量表，用于记录预估与实际消耗的时间差异。

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	0.5	-0.5
Python 与 Pygame 学习	1.5	0.5	-1.0
游戏界面实现	2.0	1.5	-0.5
路径与碰撞逻辑实现	1.0	1.0	0.0
关卡设计	2.0	2.0	0.0
AIGC 辅助开发	1.0	2.0	+1.0
测试与修改	2.0	2.5	+0.5
README 与博客撰写	2.0	1.0	-1.0
合计	12.5	11.0	-1.5

差异分析

• 节省时间的部分：AIGC 帮着快速生成样板代码，尤其是界面绘制、状态机框架，比自己手写节省了约 2 小时；Python/Pygame 之前有一定基础，学习成本比预估低
• 多花时间的部分：关卡生成器踩了「手动关卡卡死」的坑，不得不写自动生成器 + BFS 验证，反而比预估多花了 1 小时；还有运行时 bug 排查（SysFont 兼容性、flying 阻挡），多花了 0.5 小时

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八、心得体会

1. AIGC 带来的帮助

• 提速 60%+：核心逻辑（路径检测、状态机、界面框架）AI 可以直接生成，节省了大量样板代码时间
• 启发思路：关卡自动生成器是 AI 帮我想的方向，我本来打算手动写 6 关，结果 AI 给出了「贪心 + 验证」的方案，直接解决了「手动关卡容易死锁」的问题
• 快速定位 bug：两个运行时 bug（SysFont 崩溃、flying 阻挡）AI 定位都非常快，给出的修复代码几乎可以直接用

2. 踩过的坑与教训

• 不能完全信任 AI 生成的逻辑：AI 生成的初始关卡全部卡死，就是因为没做可通关性验证——必须用单元测试/自动化工具验证 AI 生成的内容
• 必须自己测核心边界：state 判断条件是我人工排查才发现的 bug，AI 容易忽略「正在飞出的箭头是否还占格子」这种边界逻辑
• 第三方库版本兼容性：Pygame 2.6.1 的 SysFont 有 bug，这种版本特定问题只能自己跑起来才会发现

3. 个人收获

• 真正理解了状态机在游戏中的应用——idle / flying / collide / disappeared 四种状态的流转，是解决路径检测 bug 的核心
• 学会了用 BFS 验证关卡可通关性 的思路，这是做解谜游戏关卡的通用方法
• 掌握了「AIGC 辅助开发」的正确姿势：让 AI 写代码 → 自己做验证 → 发现问题让 AI 修 → 自己再测，而不是把需求甩给 AI 就不管了

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