软件工程第二次个人作业：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	102402129
姓名	梁洪睿
GitHub 仓库	vic155/-2

本项目使用 Codex 辅助开发，本文由 AI 根据实际开发记录协助整理。本人参与需求提出、体验反馈和代码学习。

一、项目介绍

“一箭又一箭”是一款用 Python 和 Pygame 实现的点击解谜小游戏。玩家点击箭头，如果它前方直到棋盘边界都没有其他箭头，就能飞出并消失；如果被阻挡，则产生碰撞反馈，并扣除一次失误机会。每关有 3 次机会，清空棋盘后通关，机会耗尽后失败，可以重新开始。

第一版实现了基础玩法，第二版增加了随机出题和点击音效，并简化了主页。当前提供三个难度：5×5 棋盘、12 支箭头；6×6 棋盘、22 支箭头；7×7 棋盘、33 支箭头。每次开始生成可解题目，重开保留原题，换题生成同难度的新布局。

界面采用浅色背景和青绿色按钮，包含开始页、游戏页和结果页。除了鼠标点击，还支持 R 重开、N 换题、H 提示、M 音效开关和 Esc 返回主页。主页的小箭头可以点击飞出，进入棋盘时有入场动画。

二、项目展示

开始界面

游戏过程：显示当前关卡、剩余箭头、失误机会和操作按钮。

通关界面

游戏演示 GIF（动图不包含音频）

以上截图和演示来自第二版程序的实际渲染。

三、实现思路

1. 各文件如何配合

文件	主要作用
main.py	程序入口，创建游戏界面并启动主循环
arrow_game/app.py	绘制界面、处理鼠标键盘输入、播放动画
arrow_game/model.py	定义方向、检测阻挡、管理棋盘和胜负状态
arrow_game/levels.py	定义三个难度，生成随机可解题目
arrow_game/audio.py	加载音效，处理播放和静音

简单来说，main.py 启动 app.py，界面把点击位置交给 model.py，再根据返回结果绘制飞出或碰撞动画。

2. 箭头与路径检测

棋盘用字典保存，键是 (行, 列)，值是箭头方向；没有箭头的格子不存入字典。四个方向对应增量：上 (-1, 0)、下 (1, 0)、左 (0, -1)、右 (0, 1)。

路径检测的核心是从箭头前方一格开始，沿朝向逐格扫描，遇到第一个被占用的格子就返回它的位置，否则返回 None。下面是核心扫描部分：

dr, dc = direction.delta  # 取得方向增量。
row, col = position
row, col = row + dr, col + dc  # 跳过箭头自身。
while 0 <= row < height and 0 <= col < width:
    if (row, col) in board:
        return row, col  # 返回最近的阻挡者。
    row, col = row + dr, col + dc
return None  # 到达边界仍无阻挡。

例如 → · · ↑ ·，左边的箭头会被右侧的向上箭头挡住。阻挡只看位置，与对方的朝向无关。边缘朝外的箭头第一步就越界，因此不会进入循环，也不会出现越界访问。

find_blocker() 只检查指定箭头是否受阻；solve() 才会反复寻找当前可消除的箭头，得到完整解答顺序。删除箭头只会减少阻挡，因此可以采用贪心方式求解。

3. 随机题目与状态管理

随机出题时先随机选择格子，再依次为当前能朝外离开的格子指定方向，记录一个合法的移除顺序。最终保留所有箭头，按照构造时的顺序即可通关，避免独立随机方向造成死局。

游戏状态由 Game 类管理：点击受阻时扣机会，成功时删除箭头，棋盘为空时标记通关。重开会从本题初始数据恢复棋盘和 3 次机会；换题则先重新生成布局，再重置状态。

四、AIGC 使用过程

使用工具为 Codex。下面记录的是本次开发中实际提出过的要求。本人主要提出需求、反馈效果并追问代码含义，具体代码修改由 AI 执行。

子任务	我提出的要求	AI 完成了什么	效果与本人参与
基础玩法与代码学习	完成基础游戏，并解释各 Python 文件之间的关系，补充行尾注释	实现界面、四向路径检测、失误机制和关卡流程，添加中文注释	基础功能通过自动测试；我继续追问了 class、__init__、类型标注及求解函数
第二版随机出题	将固定题目改成随机出题，并加入点击音效	实现可解随机生成器、换题按钮、五种音效及开关	300 道随机题均通过求解和点击回放；本人提出功能需求
调整音效	原音效感觉偏笨重，希望更清脆	缩短音效，调整音调与衰减，重新生成声音资源	音频检查通过；本人根据听感提出修改方向，具体修改由 AI 完成
精简主页	减少主页文字，让打开和游玩更有创意	精简标题与按钮，加入可点飞的装饰箭头、入场动画和飞行尾迹	更新后共 56 项测试通过；本人提出界面取舍，AI 完成实现

开发中也遇到过问题：音频设备关闭后，继续调用旧的声音对象可能导致进程退出。AI 在播放前增加音频初始化状态检查，再通过回归测试确认修复。详细过程保存在项目的 docs/aigc-log.md 中。

五、测试结果

测试环境为 Windows、Python 3.12.7、pygame-ce 2.5.7。2026 年 9 月 20 日保存的测试记录显示，56 项自动测试全部通过，用时 2.380 秒，包括逻辑、界面和音频检查；其中覆盖三个难度各 100 道随机题，共 300 道题的完整求解回放。

测试命令：

python -m unittest discover -s tests -v

编号	测试内容	预期结果	实际自动验证结果	是否通过
T01	点击前方无阻挡的箭头	飞出并消失	箭头删除，数量减少，失误机会不变；界面触发飞出动画	通过
T02	点击前方有阻挡的箭头	箭头保留，失误减 1	布局不变，机会从 3 变成 2，并显示碰撞反馈	通过
T03	点击边缘朝外的箭头	正常消除，无越界	上下左右四个方向均正常消除	通过
T04	清空当前关卡	显示通关，可进入下一关	完整回放成功，前两关可以切关，末关显示完成结果	通过
T05	失误机会耗尽	显示失败，可重开	3 次碰撞后进入失败状态，重试正常	通过
T06	游戏中重新开始	恢复布局和失误机会	消除、碰撞后重开均恢复原题和 3 次机会	通过

原始输出保存在 docs/test-results.txt。以上为自动测试与界面事件回放结果。本人逐关试玩记录：待补充三个难度的实际通关情况。

六、PSP 表格

单位为小时，差异为“实际耗时－预估耗时”。下表待按本人真实投入补充；没有事先估算的阶段应写“未预估”。

任务	预估耗时	实际耗时	差异
需求分析与游戏设计	待补充	待补充	待补充
Python 与图形库学习	待补充	待补充	待补充
游戏界面实现	待补充	待补充	待补充
路径与碰撞逻辑实现	待补充	待补充	待补充
关卡设计	待补充	待补充	待补充
AIGC 辅助开发	待补充	待补充	待补充
测试与修改	待补充	待补充	待补充
README 与博客撰写	待补充	待补充	待补充
合计	待补充	待补充	待补充

七、心得体会

这次作业中，AI 帮助我较快搭建了一个可以运行的游戏，但生成代码之后，还需要继续理解代码为什么这样写。我围绕类、初始化方法、类型标注、路径检测和求解顺序进行了追问，也要求把注释放在代码行尾，方便对照阅读。

两次版本迭代让我看到，功能正确与体验合适是两件事。加入音效之后，我仍然觉得声音偏笨重，于是继续提出“更清脆”的要求；主页功能齐全之后，我又要求减少文字、增加开场互动。AI 能帮助执行修改，而具体想要怎样的效果，需要自己表达清楚，并继续运行检查。

对于关键算法，我的理解是：一次路径检测只回答一个箭头能否出去；完整求解需要连续检测并删除箭头。边界条件、碰撞扣次数和重开恢复状态都需要单独验证，不能只凭游戏能够启动就判断完成。

八、运行方法与素材说明

仓库中的 arrow-again 保存第一版，arrow-again2 保存第二版。下载代码后，进入第二版目录运行：

python -m pip install -r requirements.txt
python main.py

箭头和界面由 Pygame 绘制，音效由项目脚本合成，没有使用原商业游戏的素材。中文字体使用 Noto Sans SC，许可证随项目放在 assets/OFL.txt 中。更详细的运行说明、截图和开发记录可在第二版目录的 README 与 docs 中查看。