软件工程第二次作业

博客素材（"一箭又一箭"小游戏）

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一、

项目	内容
这个作业属于哪个课程	https://edu.cnblogs.com/campus/fzu/202601SofwareEngineering
这个作业要求在哪里	https://edu.cnblogs.com/campus/fzu/202601SofwareEngineering/homework/16717
这个作业的目标	使用 Python 和 AIGC 完成"一箭又一箭"小游戏
学号	102401334
GitHub 仓库	https://github.com/joe-wang-max/arrow-by-arrow

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二、项目展示

• 开始界面：

• 游戏界面：

• 通关界面：

GIF 录制

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三、项目介绍

本项目是一款点击式箭头解谜小游戏，参考微信小游戏《一箭又一箭》的核心玩法，使用 Python + Pygame 开发。

游戏规则： 棋盘上有若干带方向的箭头（上、下、左、右）。点击箭头时，程序检查其前进方向（同一行或同一列）到棋盘边界之间是否还有其他箭头：没有阻挡则箭头飞出并消除；有阻挡则箭头晃动变红提示碰撞，并消耗一次失误机会。清空当前关卡全部箭头即可进入下一关，失误次数耗尽则本关失败。

主要功能：

• 开始界面、游戏界面、通关/失败结果界面；
• 四个方向箭头的路径检测与阻挡判断；
• 箭头飞出动画、碰撞晃动变红反馈；
• 失误次数统计与显示；
• 3 个可通关关卡、关卡切换、重新开始。

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四、实现思路

1. 箭头和方向的表示

方向用二维向量 (dx, dy) 表示，屏幕坐标 y 向下：

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

关卡数据里方向用字符串 "up"/"down"/"left"/"right"（可读性好），加载时通过 settings.DIRECTIONS 字典映射成向量。

2. 关卡的表示

每个关卡是一个字典，箭头列表里每个元素是 (x, y, direction)：

{
    "name": "第 1 关",
    "rows": 5, "cols": 5,
    "max_mistakes": 3,
    "arrows": [(0, 0, "right"), (3, 0, "up"), (4, 3, "right")],
}

棋盘用二维列表 grid[y][x] 存储，每个格子是 None 或方向向量。

3. 路径检测（核心）

判断箭头能否飞出的关键代码：

def can_escape(self, x, y):
    direction = self.arrow_at(x, y)
    if direction is None:
        return False
    dx, dy = direction
    cx, cy = x + dx, y + dy
    while 0 <= cx < self.cols and 0 <= cy < self.rows:
        if self.grid[cy][cx] is not None:   # 途中遇到其他箭头 -> 被阻挡
            return False
        cx += dx
        cy += dy
    return True                              # 走到边界都没遇到 -> 可飞出

思路：从箭头位置沿方向逐格前进到边界，途中只要遇到非空格就返回"被阻挡"；能走完则返回"可飞出"。

关键点：用 while 循环 + 边界条件 0 <= cx < cols and 0 <= cy < rows，从根源上避免了数组越界（箭头位于边缘且朝外时，第一次判断就退出循环）。这也是作业 T03 专门要测的边界情况。

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五、AIGC 使用过程

本次开发全程使用 Claude Code 辅助，以下是 5 次有代表性的协作记录：

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
需求分析与结构设计	Claude Code	分析作业要求，将项目拆分为 settings.py（配置）、game.py（核心逻辑）、levels.py（关卡数据）、main.py（界面渲染）四个模块	结构清晰，各模块职责单一，便于后续扩展和讲解	无，直接采用
路径检测	Claude Code	生成 can_escape 方法，用 while 循环沿方向逐格检查	四个方向判断正确，边界处理安全	审查后确认用 while 循环 + 边界判断（而非数组索引），从源头避免越界
碰撞反馈与飞出动画	Claude Code	生成飞出动画（箭头沿方向滑出棋盘）和碰撞反馈（箭头变红 + sin 函数晃动）	动画流畅、反馈明显	调整动画时长与晃动幅度参数
关卡设计	Claude Code	设计 3 个关卡的箭头布局	初版部分关卡存在循环依赖（死锁），无法通关	编写 DFS 求解器验证可通关性，发现死锁后重新设计，最终 3 关全部可通关
自动化测试	Claude Code	生成 T01–T06 测试脚本，覆盖四方向边界情况	13 项断言全部通过	无，测试结果与预期一致

说明：以上记录均来自真实开发过程，AI 生成代码后由本人运行、测试和审查确认。

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六、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	箭头飞出并消失	通过
T02	点击前方有阻挡的箭头	箭头不消失，剩余失误次数减 1	箭头不消失，剩余失误减 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	四个方向均正常消失、无越界	通过
T04	消除本关全部箭头	显示通关并进入下一关	触发通关（剩余箭头为 0）	通过
T05	失误次数耗尽	显示失败并允许重新开始	触发失败（失误数达到上限）	通过
T06	游戏进行中重新开始	箭头布局和失误次数恢复	布局和失误次数均恢复	通过

测试脚本见仓库 test_game.py，运行 python test_game.py 可复现，共 13 项断言全部通过。

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七、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	2	1
Python 与图形库学习	2	2	0
游戏界面实现	2	1	1
路径与碰撞逻辑实现	2	1	1
关卡设计	1	1	0
AIGC 辅助开发	2	1	1
测试与修改	1	1	0
README 与博客撰写	2	1	1
合计	13	10	3

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八、附加功能

• 计时与星级评价：

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九、心得体会

• AI 带来的帮助：Claude Code 能快速生成代码框架、路径检测逻辑、动画和测试用例，大幅缩短了从需求到可运行程序的时间；遇到问题（如关卡死锁）时也能协助定位和修正。
• 出现的问题：AI 生成的关卡布局一度存在循环依赖导致无法通关，说明 AI 的输出不能直接信任，必须实际运行验证；路径检测的越界风险也需要人工审查才能避免。
• 自己的收获：通过审查和修改 AI 代码，理解了路径检测的 while 循环边界判断思路、状态机的设计，以及"关卡可通关性"需要专门验证这一容易被忽略的工程问题。