2026 秋软件工程个人作业（第二次）

2026秋软件工程个人作业（第二次）——利用AIGC完成"一箭又一箭"小游戏

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	102402144
GitHub 仓库	仓库链接

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目录

1. 项目展示
2. 项目介绍
3. 实现思路
4. AIGC使用过程
5. 测试结果
6. PSP表格
7. 心得体会

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一、项目展示

开始界面

游戏过程

通关界面

失败界面

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二、项目介绍

游戏规则

棋盘由若干格子组成，每个格子里有一个带方向的箭头（上 / 下 / 左 / 右），或者为空。 点击一个箭头，程序会检查它前进方向上的路径：

如果箭头与棋盘边界之间没有其他箭头阻挡，该箭头飞出棋盘并被消除；
如果路径上存在其他箭头，该箭头不能被消除，会晃动并变红作为碰撞提示， 同时消耗一次失误机会；
清除本关全部箭头即可进入下一关；
失误次数耗尽时本关失败，可以重新开始。
例如下面这一行，第一个箭头朝右，但右侧仍有其他箭头，因此不能飞出：

→  ·  ·  ↑  ·

而这一行最后一个箭头朝右，右侧没有其他箭头，因此可以飞出：

↑  ·  ·  ·  →

界面设计

界面包含开始界面、关卡选择、游戏界面和通关 / 失败界面。

• 开始界面：标题、开始按钮
• 游戏界面：当前关卡、棋盘、剩余箭头数、剩余失误次数、重新开始按钮
• 结果界面：通关/失败提示

具体效果已经在上方展示

主要功能

基础功能

• 具有可以正常显示和操作的图形化游戏界面；
• 棋盘中包含上、下、左、右四种方向的箭头；
• 能够通过鼠标点击选择箭头；
• 能够正确判断箭头前进方向上是否存在其他箭头；
• 前方无阻挡时，箭头能够飞出棋盘并消失；
• 前方有阻挡时，箭头不能消失，并给出明显的碰撞反馈；
• 设置失误次数，并在界面中显示剩余次数；
• 至少设计 3 个可以正常通关的关卡；
• 清空当前关卡全部箭头后，能够显示通关结果并进入下一关；
• 失误次数耗尽时，能够显示失败结果；
• 提供重新开始功能，使当前关卡恢复到初始状态。

附加功能

• 更多关卡或关卡选择；
• 得分、计时或星级评价；
• 提示功能；
• 撤销上一步；
• 保存游戏进度；
• 随机生成可通关的关卡；
• AI 自动求解当前关卡；
• 更流畅的动画和音效；
• 将程序打包为可执行文件；

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三、实现思路

1. 箭头与方向的表示

方向

属性

• 四个反向的元组表示

方法

• 返回特定方向的行列增量
• 返回特定方向的字符表示

class Direction(Enum):
    """箭头的四个方向。value 为 (行增量, 列增量)。"""

    UP = (-1, 0)
    DOWN = (1, 0)
    LEFT = (0, -1)
    RIGHT = (0, 1)

    @property
    def delta(self) -> tuple[int, int]:
        """返回该方向的行、列增量。"""
        return self.value

    @property
    def symbol(self) -> str:
        """返回该方向在关卡数据中的单字符符号，如 'U'。"""
        return _DIRECTION_SYMBOLS[self.name]

箭头

属性

• 方向
• 在棋盘上位置

方法

• 返回方向的字符表示，用于储存关卡进度

@dataclass(frozen=True)
class Arrow:
    """棋盘上的一个箭头。"""

    row: int
    col: int
    direction: Direction

    @property
    def symbol(self) -> str:
        return self.direction.symbol

2. 棋盘的表示

棋盘

主要属性

• 自身的行列长度
• 储存箭头的二维数组

主要方法

• 根据储存的关卡数据构造出棋盘
• 判断某个箭头前方是否有箭头（即路径检测方法）
• 箭头被移除之后清除箭头

class Board:
    """游戏棋盘：一组带方向的箭头 + 路径检测。"""

    def __init__(self, rows: int, cols: int) -> None:
        self.rows = rows
        self.cols = cols
        self._grid: list[list[Arrow | None]] = [[None] * cols for _ in range(rows)]

    @classmethod
    def from_grid(cls, grid: list[str]) -> "Board":
        """从字符串列表构造棋盘。

        每个字符串是一行，字符含义：
            'U' / 'D' / 'L' / 'R' = 该方向箭头
            '.'                   = 空格

        所有行必须等长，否则抛出 ValueError。
        """
        if not grid:
            raise ValueError("关卡棋盘不能为空")

        cols = len(grid[0])
        for index, line in enumerate(grid):
            if len(line) != cols:
                raise ValueError(
                    f"第 {index} 行长度为 {len(line)}，与第 0 行的 {cols} 不一致"
                )

        board = cls(len(grid), cols)
        for r, line in enumerate(grid):
            for c, char in enumerate(line):
                if char == EMPTY_CELL:
                    continue
                if char not in SYMBOL_TO_DIRECTION:
                    raise ValueError(
                        f"第 {r} 行第 {c} 列出现非法字符 {char!r}，"
                        f"只允许 {EMPTY_CELL} 或 U/D/L/R"
                    )
                board._grid[r][c] = Arrow(r, c, SYMBOL_TO_DIRECTION[char])
        return board
def is_path_clear(self, arrow: Arrow) -> bool:
        """判断 arrow 沿其朝向到棋盘边界之间是否没有其他箭头。

        从箭头前一个格子开始沿方向逐格前进，直到走出棋盘：
        途中遇到任何箭头即视为被阻挡。

        箭头位于边缘且朝向棋盘外时，扫描区间为空，直接判定为可飞出，
        不会访问越界下标（对应测试 T03）。

        若传入的箭头不属于本棋盘，直接抛出 ValueError —— 否则会基于
        另一个棋盘的布局给出看似合理却错误的结果。
        """
        if self.arrow_at(arrow.row, arrow.col) is not arrow:
            raise ValueError(f"箭头 {arrow} 不属于当前棋盘")
        dr, dc = arrow.direction.delta
        r, c = arrow.row + dr, arrow.col + dc
        while self.in_bounds(r, c):
            if self._grid[r][c] is not None:
                return False
            r += dr
            c += dc
        return True
def remove(self, arrow: Arrow) -> None:
        """把箭头从棋盘上移除。"""
        if self._grid[arrow.row][arrow.col] is not arrow:
            raise ValueError(f"棋盘上不存在箭头 {arrow}")
        self._grid[arrow.row][arrow.col] = None

关卡的表示

主要属性

• 当前关卡编号
• 当前棋盘（即上方的棋盘对象）
• 失误次数，剩余箭头，等分，用时等关卡状态信息

主要方法

• 重新开始，回复棋盘初始状态
• 撤销上一步操作
• 存档
• 关卡失败时弹窗
• 关卡成功时进入下一关
• 退出游戏时存档

四、AIGC使用过程

AI工具: cluade code + deepseek

一、让AI读取作业发布页面的html，根据要求作业要求生成PRD，作为项目指导

二、让AI根据PRD自行完成作业要求的基础功能的实现和测试

三、我亲自游玩游戏进行测试，发现问题并让AI修改

主要问题

• Bug：开始菜单不点按钮，随机点击任意处也会进入第一关
• 改进：使得游戏画面可缩放

四、让AI根据PRD自行完成作业要求的附加功能的实现和测试

五、我亲自游玩游戏后，向AI提出修改建议

建议

• 增加按钮反馈，使得鼠标放置在箭头上箭头会放大高亮，让用户知晓他选中了这个箭头

五、测试结果

AI自行编写自动化测试程序，进行共166项测试，全部通过，此处仅展示前20条，其中前6条为作业要求测试项

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	点击后箭头从棋盘移除，剩余箭头数由 1 变 0，失误次数不变，并登记飞出动画	✅
T02	点击前方有阻挡的箭头	箭头不消失，失误次数减 1	箭头仍在原格，剩余箭头数不变，失误次数由 3 变 2，并登记碰撞动画	✅
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	边缘四个方向朝外的箭头均正常飞出，未出现 IndexError	✅
T04	消除本关全部箭头	显示通关并进入下一关	清空后显示通关界面；点击主按钮进入第 2 关，关卡号递增、布局与失误次数重置	✅
T05	失误次数耗尽	显示失败并允许重新开始	失误归零后显示失败界面；点击主按钮可重新开始本关	✅
T06	游戏进行中重新开始	箭头布局和失误次数恢复	点击"重新开始"按钮后，棋盘恢复初始布局，失误次数恢复为上限	✅
T07	四方向在空旷棋盘上均可飞出	上下左右四个方向都判定为可飞出	四个方向全部返回可飞出	✅
T08	四方向各放一个阻挡物	四个方向都判定为被阻挡	四个方向全部返回被阻挡	✅
T09	方向的行列增量	四个方向的 (行, 列) 增量正确	与预期一致	✅
T10	点击空格	不改变任何状态	盘面与失误次数均未变	✅
T11	路径上只有空格不构成阻挡	R.... 中的 R 可飞出	判定为可飞出	✅
T12	不同行不同列的箭头不构成阻挡	斜向箭头不影响判定	判定为可飞出	✅
T13	移除阻挡物后被挡箭头转为可飞出	阻挡消失后判定反转	移除后由"被阻挡"变为"可飞出"	✅
T14	传入不属于本棋盘的箭头	报错而非返回错误答案	抛出 ValueError，未静默返回错误结果	✅
T15	4×5 棋盘逐格逐方向穷举检测	不访问越界下标	全部格子 × 四个方向均无异常	✅
T16	1×1 棋盘四个方向	四个方向均可飞出且不越界	全部通过	✅
T17	四角箭头朝外	均判定为可飞出	全部通过	✅
T18	棋盘字符串与网格互转	转换后与原字符串一致	往返一致	✅
T19	空格上没有箭头	空格返回 None	符合预期	✅
T20	剩余箭头计数	计数正确	UDLR 行返回 4	✅

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六、PSP表格

任务	预估耗时（分钟）	实际耗时（分钟）	差异（分钟）
agent自动化需求分析与游戏设计	10	2	+8
游戏框架学习	120	60	-60
agent自动化基础功能代码实现（含测试与修改）	5	20	-15
人工测试	5	5	0
agent自动化附加功能代码实现（含测试与修改）	20	20	0
博客撰写	120	60	-60
合计	280	167	-127

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七、心得体会

初次接触小型游戏的开发，我对框架一头雾水，通过学习AI生成的PRD以及自行查阅相关资料，我逐渐能理解各个模块的依赖关系和总体框架。我学习到，模块的具体实现其实不难，难的是如何组织代码框架，同时各个模块之间的耦合度不宜过高，否则后期维护和修改代码的时候会牵一发而动全身，极大的提高修改的难度。同时，一次性考虑所有的需求并实现代码在实际开发中是难以做到的，我们需要先搭建一个骨架，实现基本的对象和功能，再以此为基础慢慢往外扩展。我学习到，低风险的代码可以全权交给AI实现，高风险的代码，例如关乎用户的账号密码等，必须由人工审计和测试。