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秋软件工程第二次个人作业
这个作业的目标 利用 AIGC 完成“一箭又一箭”小游戏
学号 102401422
GitHub仓库 arrow-arrow

一、项目展示

本项目基于 Python + Pygame 开发，完整实现了开始界面、游戏界面、通关/失败界面。以下为各界面运行截图。

1.开始界面：

2.游玩界面截图：

进入关卡后会显示:

  • 当前关卡
  • 剩余可失误机会
  • 剩余箭头数量
  • 重新开始按钮
  • 游戏棋盘

3.成功界面截图：

4.失败界面截图：

二、项目介绍

1.项目结构：

ArrowArrow/
│
├── main.py
│   └── 程序入口
│
├── constants.py
│   └── 全局常量与配置
│
├── arrow.py
│   └── Arrow 数据类
│
├── board.py
│   └── Board 棋盘类
│       ├── is_blocked()   # 路径检测
│       ├── remove()       # 移除箭头
│       └── clone()        # 深拷贝棋盘
│
├── levels.py
│   └── 关卡数据与解析
│       ├── RAW_LEVELS     # 5 关字符画
│       └── parse_level()  # 字符画 → Board
│
├── solver.py
│   └── 贪心求解器 solve()，验证关卡可解性
│
├── session.py
│   └── 游戏状态机 GameSession
│
├── animations.py
│   └── 动画模块
│
├── ui.py
│   └── 渲染工具（字体、按钮、坐标换算、箭头多边形）
│
├── game.py
│   └── 主游戏类
│       ├── run()          # 主循环
│       ├── handle_event() # 事件处理
│       ├── update()       # 状态更新
│       └── draw()         # 界面绘制
│
│
└──README.md└── 项目说明

2.游戏规则：

棋盘上放置若干带方向的箭头，方向分为上、下、左、右

四种。玩家点击任意箭头后，程序会沿箭头前进方向扫描至棋盘边界，判定规则如下：

  • 若前进路径无任何箭头阻挡，该箭头飞出棋盘并消失；
  • 若前进路径存在其他箭头，箭头弹回并抖动，同时扣除一次失误次数；
  • 清空当前关卡所有箭头即可通关，自动进入下一关；
  • 失误次数耗尽时本关挑战失败，支持重新开始本关游戏。

3.界面设计：

  • 开始界面 展示游戏标题、简易游戏规则说明，搭配「开始游戏」功能按钮，界面简洁直观。

  • 游戏主界面

    顶部信息栏：

    实时显示当前关卡、剩余箭头数量、剩余失误次数；

    中部区域：

    游戏棋盘主体，为核心游玩区域；

    底部区域：

    设置「重新开始」按钮，支持随时重置本局游戏。

  • 通关/失败界面 采用半透明遮罩+弹窗卡片样式弹出，清晰展示对局结果，搭配对应操作按钮，支持进入下一关或重新挑战。

  • 交互视觉反馈

    箭头默认以蓝色三角形展示，鼠标悬停格子自动高亮；

    箭头碰撞受阻时，自动变红并抖动，给出明确报错反馈；

    箭头成功消除时，播放缩放+位移动画，交互反馈流畅清晰。

4.主要功能：

  1. 完整支持上、下、左、右四个方向箭头的识别与精准路径检测；
  2. 精准判定箭头通行状态，无阻挡正常消除、有阻挡触发碰撞反馈；
  3. 完善的失误次数统计、扣减与失败重试机制；
  4. 支持关卡自动切换、手动重新开始，游戏过程可随时重置；
  5. 内置贪心求解器，自动验证关卡可解性，杜绝无解死局；
  6. 配备快捷键操作：Esc 退出游戏。

5.项目特色：

  1. 模块化架构：采用多文件拆分开发，代码解耦，结构清晰，便于后续维护与功能扩展；
  2. 轻量化关卡设计：通过字符画定义关卡数据，直观易懂、修改便捷，搭配独立脚本完成关卡合法性校验；
  3. AIGC 辅助开发：全程借助 AIGC 工具辅助编码、调试、设计，所有内容均经过人工校验、修改优化，保障程序稳定可用；
  4. 关卡设计：游戏内置 5 个递进难度关卡，箭头数量逐关递增（5、8、12、16、20），难度循序渐进，游玩体验层层升级；
  5. 完善质量校验：配备自动化测试、关卡可解性校验，全方位保障游戏运行稳定、关卡合理。

三、实现思路

本项目采用面向对象模块化的思想进行开发，将数据模型、棋盘逻辑、状态机、动画、UI渲染相互解耦，各个模块职责单一。下面分别介绍箭头、方向、关卡的数据表示，以及核心的路径检测算法。

1. 箭头的表示

箭头使用 Arrow 类（arrow.py

）进行封装：

class Arrow:__slots__ = ('row', 'col', 'direction')def __init__(self, row, col, direction):self.row = rowself.col = colself.direction = direction

2. 方向的表示

在constants.py中定义全局字典DIRS，把方向映射为行增量、列增量、旋转角度

：

DIRS = {'up':    (-1, 0, 270),'down':  (1, 0, 90),'left':  (0, -1, 180),'right': (0, 1, 0),
}

同时定义字符映射字典CHAR_TO_DIR

，用于关卡字符画解析：

CHAR_TO_DIR = {'^': 'up', 'v': 'down', '<': 'left', '>': 'right'}

3. 关卡的表示

关卡原始数据存放在levels.py的RAW_LEVELS，使用字符画描述棋盘布局。parse_level()解析字符画生成Arrow对象，交给Board棋盘类；Board内部使用二维网格grid存储棋盘，格子存有箭头则存放Arrow实例，空格子为None。Board提供统计剩余箭头、棋盘深拷贝clone()等方法，load_all_levels()

批量解析全部关卡，深拷贝用于求解器模拟推演，保护原始关卡数据。

RAW_LEVELS = [# 第1关，5个箭头[">..v",".v..","....","<..>",],...
]

4. 路径检测方法

文件位置：board.py

  • 功能:接收一个箭头对象，沿着箭头前进方向，从箭头相邻的第一格开始向棋盘边界逐格扫描：
  • 如果扫描途中遇到任意其他箭头，返回True，代表存在阻挡，箭头不能飞出；
  • 如果一直走到棋盘边界都没有遇到其他箭头，返回False，代表无阻挡，可以飞出棋盘。

源码

:

def is_blocked(self, arrow):"""沿箭头方向逐格扫描，遇到其他箭头即被阻挡"""dr, dc, _ = DIRS[arrow.direction]r = arrow.row + drc = arrow.col + dcwhile 0 <= r < self.rows and 0 <= c < self.cols:if self.grid[r][c] is not None:return Truer += drc += dcreturn False

执行流程

:

  1. 根据箭头direction从DIRS取出方向增量dr、dc；
  2. 起点坐标：r = arrow.row + dr，c = arrow.col + dc，从箭头前方第一格开始扫描，不包含箭头自身格子；
  3. while循环：坐标在棋盘合法范围内就持续向前走一格；
  4. 循环内部判断：如果当前格子grid[r][c]不为None，说明该格子存在箭头 → 直接返回True（被阻挡）；
  5. 如果循环退出（坐标越界，走到棋盘边界外面），全程没有碰到其他箭头，返回False（无阻挡）。

四、AIGC 使用过程

本次开发全程使用 DeepSeek

作为主要AIGC辅助工具，完成框架搭建、核心算法编写、动画实现，后续人工阅读代码、调试Bug、修正逻辑，下表记录3次代表性协作过程：

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 DeepSeek 根据我的要求，生成四个方向的路径检测代码，使用 while 循环沿箭头方向逐格扫描，遇到箭头返回 True，否则返回 False 基本逻辑正确，但向上检测时边界条件写成了 r > 0，导致第一行漏判，箭头无法正常飞出 将边界条件改为 r >= 0，并补充了四个方向的测试用例，验证向上、向下、向左、向右均能正确判断阻挡与边界
关卡设计 DeepSeek 根据“5 个关卡、箭头数递增至 20”的要求，生成 5 组字符画关卡数组，并给出对应的箭头数量统计 前三关可正常通关，但第四、五关存在循环阻挡，贪心求解器返回无解，实际无法通关 手动查看第4关，第5关找出无法通过的问题所在并作出修改
Pygame动画与状态机设计 DeepSeek 提出模块化拆分方案，生成GameSession状态机、ShakeManager抖动、FlyOut飞出动画代码，定义菜单/游玩/通关/失败状态 动画能够运行，但抖动幅度偏大、飞出动画时间不合理 调整动画时长参数FLY_TIME、SHAKE_TIME；修改通关触发逻辑

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 箭头播放飞出动画后消失 通过
T02 点击前方有阻挡的箭头 箭头不消失，可失误次数减1 箭头变红抖动，可失误次数 -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 正常飞出，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“本关通关”，点击进入下一关 通过
T05 失误次数耗尽 显示失败并允许重新开始 弹出“挑战失败”，可重试本关 通过
T06 游戏进行中重新开始 箭头布局和失误次数恢复 棋盘重置，可失误次数恢复为 5 通过
T07 启动时自动校验所有关卡可解性 5 个关卡均返回有效移除顺序 控制台无“无解”警告，全部通过 通过

六、PSP 表格

PSP 个人软件过程表

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 0.5 1 +0.5
Python 与图形库学习 3 2.5 -0.5
游戏界面实现 3 3.5 +0.5
路径与碰撞逻辑实现 4 4.5 +0.5
关卡设计 2 3 +1.0
AIGC 辅助开发 2 1.5 -0.5
测试与修改 3 4 +1.0
README 与博客撰写 2 2 0
合计 19.5 22 +2.5

七、心得体会

  • 本次作业是我第一次独立从零开发一个功能完整的小游戏项目，也是我初次系统学习并使用pygame等开发工具。项目起步阶段，我对整体项目架构没有清晰概念。各类问题会同时出现，例如环境配置、代码逻辑等问题。
  • 在开发过程中，AIGC起到了很好的辅助开发作用。AI能够快速生成代码框架、基础算法、动画实现思路，节省了大量编写基础模板代码的时间，在路径检测、动画逻辑、关卡字符画生成等任务上快速给出方案，提升了项目开发效率。
  • 但AI生成的代码也会出现各种问题：生成的关卡可能存在无解死局；动画参数、交互时序不符合预期，不能直接交付使用。所以AI只能作为辅助工具，输出内容必须人工仔细阅读、调试、测试与修正，不能直接照搬。