软工第二次个人作业
| 这个作业属于哪个课程 | https://edu.cnblogs.com/campus/fzu/SE2024 |
|---|---|
| 这个作业要求在哪里 | https://edu.cnblogs.com/campus/fzu/SE2024/homework/13253 |
| 这个作业的目标 | 使用Python编写一个“羊了个羊”风格的消除类小游戏 |
| 学号 | 102202106 |
Github仓库
- 一.使用AICG工具生成需要图片
- AICG工具：豆包AI
- 美工图片展示
- 二.任务规划
- 1.任务一
- 2.任务二
- 3.任务三
- 4.任务四
- 三.游戏展示
- 1.静态展示
- 主页面
- 游戏主体
- 游戏胜利
- 游戏失败
- 2.动态展示
- 选择难度模式
- 游戏主要部分
- 1.静态展示
- 四.项目介绍
- 实现思路
- 前端设计
- 技术与算法
- 监测用例
- 游戏评价
- 优点
- 改进
- AIGC表格
- 五.体验与过程
- AIGC的优点
- AIGC的缺点
- 学习内容与收获
- PSP表格
- 六.个人总结
- 体会与心得
- 1.技术方面
- 2.使用AIGC的体验
- 个人总结
- 体会与心得
一.使用AICG工具生成需要图片
AICG工具：豆包AI
美工图片展示
二.任务规划
1.任务一
构思游戏功能，设计两个难度模式，设计游戏主菜单
2.任务二
设计游戏主体，实现图案的生成与分层摆放，确保图案能够被合理匹配和消除，实现三个相同图像消除
3.任务三
设置计时器，需要在规定时间内消除所有图像
4.任务四
设置计分器，每消除3个图像则积1分
三.游戏展示
1.静态展示
主页面
游戏主体
游戏胜利
游戏失败
2.动态展示
选择难度模式
游戏主要部分
四.项目介绍
实现思路
- 初始化设置
导入库：导入pgzrun、pygame和random库。
常量定义：定义倒计时、窗口尺寸、牌的尺寸等常量。
初始化pygame：初始化pygame并设置定时器事件。
全局变量：定义游戏状态、计分、鼠标位置等全局变量。 - 游戏初始化函数initialize_game()
重置游戏状态：重置牌组、牌堆、分数、游戏结束标志和倒计时。
生成牌组：根据难度模式生成不同数量的牌，并随机打乱。
设置牌的位置和状态：根据层数和难度模式设置牌的位置和状态。
设置定时器：每秒触发一次定时器事件，用于倒计时。 - 游戏更新函数update(dt)
更新鼠标位置：获取当前鼠标位置。
更新倒计时：如果游戏开始且未结束，减少倒计时。如果时间用完，设置游戏结束标志并调用game_over()函数。 - 游戏结束函数game_over()
显示结束画面：在屏幕上显示结束画面。 - 绘制函数
绘制倒计时draw_time()：在屏幕上显示剩余时间。
绘制分数draw_score()：在屏幕上显示当前分数。
主绘制函数draw()：
清屏并绘制背景。
如果游戏未开始，绘制标题和难度选择按钮。
如果游戏开始，绘制牌组和牌堆，并根据游戏状态显示胜利或失败画面。
绘制倒计时和分数。 - 鼠标点击响应函数on_mouse_down(pos)
难度选择：如果游戏未开始，根据点击位置选择难度并初始化游戏。
牌组交互：如果游戏开始，处理牌组的点击事件，更新牌的状态和位置，计算分数。
前端设计
前端设计主要包括以下几个部分：
1.游戏界面布局：
游戏标题和背景图像。
低难度和高难度按钮。
游戏进行中的牌组和牌堆。
倒计时和分数显示。
2.界面元素：
标题：在游戏未开始时显示。
按钮：用于选择游戏难度，分别为“Easy”和“Hard”。
牌组：上方的所有牌，按层级排列。
牌堆：下方的牌堆，玩家点击牌后移动到这里。
倒计时：显示剩余时间。
分数：显示当前得分。
3.交互设计：
鼠标点击事件：用于选择难度和点击牌。
倒计时事件：每秒触发一次，更新剩余时间。
游戏结束条件：时间用完或牌堆超过7张。
4.绘制逻辑：
draw()函数负责绘制所有界面元素。
draw_time()和draw_score()分别负责绘制倒计时和分数。
on_mouse_down()函数处理鼠标点击事件，更新游戏状态。
5.游戏状态管理：
game_started：游戏是否开始。
easy_mode：是否为低难度模式。
game_over_flag：游戏是否结束。
score：当前得分。
time_left：剩余时间。
技术与算法
技术分析
1.Pygame：
用于处理游戏的图形界面、事件和定时器。
pygame.init() 初始化 Pygame。
pygame.time.set_timer() 设置定时器事件。
2.Pygame Zero (pgzrun)：
用于简化 Pygame 的使用，特别是游戏循环和绘制。
pgzrun.go() 启动游戏循环。
3.随机数生成：
random.shuffle() 用于随机打乱牌组。
4.全局变量：
用于存储游戏状态、计分、倒计时等信息。
算法分析
1.初始化游戏：
initialize_game() 函数初始化游戏状态，包括牌组、牌堆、分数和倒计时。
根据难度模式生成不同数量的牌，并随机打乱。
设置牌的位置和状态，最顶层的牌可点击，其他牌不可点击。
2.更新游戏状态：
update(dt) 函数每帧调用一次，用于更新倒计时和游戏状态。
如果倒计时结束，设置游戏结束标志并调用 game_over() 函数。
3.绘制游戏界面：
draw() 函数每帧调用一次，用于绘制游戏界面。
根据游戏状态绘制不同的界面元素，包括背景、牌组、牌堆、倒计时和分数。
如果游戏未开始，绘制标题和难度选择按钮。
如果游戏开始，绘制牌组和牌堆，并根据游戏状态显示胜利或失败画面。
4.鼠标点击响应：
on_mouse_down(pos) 函数处理鼠标点击事件。
如果游戏未开始，根据点击位置选择难度并初始化游戏。
如果游戏开始，处理牌组的点击事件，更新牌的状态和位置，计算分数。
逆序循环遍历牌组，优先处理上方的牌，避免重复判定。
如果点击的牌可点击，更新其状态并从牌组中移除。
如果牌堆中相同的牌数量少于2，添加到牌堆；否则，消除相同的牌并计分。
更新被覆盖牌的状态，如果没有其他牌覆盖，设置为可点击。
5.游戏结束：
game_over() 函数显示游戏结束画面。
如果牌堆中牌的数量超过7张或没有剩余牌，显示失败或胜利画面。
监测用例
1.setUp 和 tearDown 方法：
setUp 方法在每个测试用例运行之前调用，用于初始化游戏。
tearDown 方法在每个测试用例运行之后调用，用于清理资源。
2.test_initialize_game 方法：
测试游戏初始化是否正确，包括牌组数量、牌堆数量、分数、游戏结束标志和倒计时。
3.test_update 方法：
使用 patch 装饰器模拟 pygame.time.get_ticks 方法，测试倒计时功能是否正常。
4.test_on_mouse_down_easy_mode 和 test_on_mouse_down_hard_mode 方法：
使用 patch 装饰器模拟 pygame.mouse.get_pos 方法，测试鼠标点击事件是否正确处理，分别测试低难度和高难度模式。
5.test_game_over 方法：
测试游戏结束条件是否正确
游戏评价
这个游戏的代码实现了一个简单的牌类游戏，整体结构清晰，功能完整。以下是对该代码的详细评价：
优点
-
结构清晰：
- 代码分为多个函数，每个函数负责特定的功能，如初始化游戏、更新游戏状态、绘制界面、处理鼠标点击等。
- 使用全局变量来管理游戏状态，便于在不同函数之间共享数据。
-
功能完整：
- 实现了游戏的基本功能，包括初始化、倒计时、鼠标点击响应、游戏结束判定等。
- 支持两种难度模式（低难度和高难度），增加了游戏的可玩性。
-
界面绘制：
- 使用 Pygame Zero 简化了界面绘制和事件处理。
- 绘制了游戏的背景、牌组、牌堆、倒计时和分数，界面元素丰富。
-
注释详细：
- 代码中有详细的注释，解释了每个部分的功能和实现细节，便于理解和维护。
改进
-
代码复用：
- 可以将一些重复的代码提取到独立的函数中，提高代码的复用性和可读性。例如，绘制按钮的代码可以提取到一个函数中。
-
测试覆盖：
- 可以编写更多的单元测试用例，覆盖更多的功能和边界情况，确保代码的正确性和稳定性。
-
用户体验：
- 可以添加更多的用户反馈，例如点击牌时的音效、游戏结束时的提示等，提升用户体验。
AIGC表格
| 子任务 | 借助的AIGC工具 | 实现的功能 | 效果 |
|---|---|---|---|
| 生成图像资源 | 豆包 | 生成各种需要的图像资源，满足美工需要 | 使得游戏界面更加美观流畅，提高视觉吸引力，吸引玩家的兴趣 |
| 图层的堆叠 | Github Copilot | 实现多图层的堆叠放置，正确地将图像放置在游戏界面中 | 并未很好地实现预期效果，经过个人地修改后得到了不错地效果 |
| 游戏不同难度模式的开发 | Github Copilot | 在完成困难模式的编写后使用AIGC工具模仿后生成简单模式的代码部分 | 得到较好的效果，符合预期，实现了两种的难度模式 |
| 游戏倒计时的功能 | Github Copilot | 在游戏开始时进行倒计时，倒计时结束仍未完成游戏任务判定为游戏失败 | 开始时效果不佳，设置计时器后倒计时未开始，经过多次调试，得到较好的效果 |
五.体验与过程
AIGC的优点
- 提高生产力
自动化重复任务：AIGC可以自动生成代码、文档和测试用例，减少开发人员的重复劳动。
快速原型设计：可以快速生成原型代码，帮助开发人员更快地验证和迭代设计思路。
代码补全和建议：在编写代码时，AIGC可以提供实时的代码补全和优化建议，提高编码效率。 - 提升代码质量
自动生成测试用例：AIGC可以根据代码自动生成单元测试和集成测试，提高代码的覆盖率和可靠性。
代码审查和优化：可以自动审查代码，发现潜在的错误和性能问题，并提供优化建议。
一致性和规范性：通过自动生成代码，可以确保代码风格和规范的一致性，减少人为错误。 - 创新和探索
新思路和创意：AIGC可以提供新的思路和创意，帮助开发人员探索不同的解决方案和设计模式。
跨领域应用：可以将AIGC应用于不同领域，如游戏开发、数据分析、自然语言处理等，推动跨领域的创新和发展。 - 降低成本
减少人力成本：通过自动化生成内容，可以减少对人力资源的依赖，降低开发成本。
提高效率：通过提高生产力和代码质量，可以缩短开发周期，降低项目成本。
AIGC的缺点
- 质量和准确性
错误和漏洞：AIGC生成的代码可能包含错误和漏洞，尤其是在复杂的逻辑和边界情况下。
代码质量不一致：生成的代码质量可能不一致，有时可能需要手动调整和优化。 - 依赖性
过度依赖：开发人员可能过度依赖AIGC，导致自身技能的退化和对工具的过度依赖。
工具限制：AIGC工具可能有其自身的限制和局限性，不能完全替代人类的创造力和判断力。 - 创造力和独特性
缺乏创造力：AIGC生成的内容可能缺乏创造力和独特性，难以满足特定需求。
模板化：生成的内容可能过于模板化，缺乏个性化和创新性。
学习内容与收获
| 学习内容 | 收获 |
|---|---|
| Pygame 和 Pygame Zero | 学习了如何使用 Pygame 和 Pygame Zero 创建游戏，包括初始化、事件处理和绘制界面。 |
| 游戏初始化 | 了解了如何初始化游戏状态，包括牌组、牌堆、分数和倒计时。 |
| 倒计时功能 | 学习了如何使用 Pygame 的定时器事件实现倒计时功能。 |
| 鼠标点击事件处理 | 学习了如何处理鼠标点击事件，包括判断点击位置和更新游戏状态。 |
| 游戏状态管理 | 了解了如何使用全局变量管理游戏状态，如游戏是否开始、是否结束、当前分数等。 |
| 界面绘制 | 学习了如何使用 Pygame Zero 绘制游戏界面，包括背景、牌组、牌堆、倒计时和分数。 |
| 游戏结束判定 | 了解了如何判定游戏结束条件，并在游戏结束时显示相应的画面。 |
| 代码优化 | 学习了如何优化代码结构，提高代码的可读性和复用性。 |
| 单元测试 | 了解了如何使用 unittest 编写单元测试用例，确保代码的正确性和稳定性。 |
| AIGC 的优缺点 | 学习了使用 AIGC 的优点和缺点，了解了如何合理使用 AIGC 提高生产力和代码质量。 |
PSP表格
| PSP阶段 | 预估时间（分钟） | 实际时间（分钟） | 备注 |
|---|---|---|---|
| 计划 | 30 | 40 | 确定项目目标和需求，制定开发计划。 |
| 开发 | 380 | 425 | |
| 需求分析 | 30 | 30 | 设计游戏的整体架构和各个模块的实现方案。 |
| 设计 | 50 | 60 | 设计游戏的整体架构和各个模块的实现方案。 |
| 实现 | 240 | 280 | 编写游戏代码，包括初始化、事件处理、界面绘制等。 |
| 代码复审 | 30 | 25 | 复审代码，确保代码质量和规范性。 |
| 测试 | 30 | 30 | 编写和执行单元测试，确保代码的正确性和稳定性。 |
| 报告 | 45 | 55 | |
| 编写文档 | 30 | 35 | 编写项目文档，包括代码注释、使用说明等。 |
| 经验总结 | 15 | 20 | 总结项目经验，记录心得体会和改进建议。 |
| 总计 | 455 | 520 |
六.个人总结
体会与心得
1.技术方面
- 事件处理：学会了如何处理鼠标点击事件，包括判断点击位置和更新游戏状态。了解了如何通过逆序循环遍历牌组，优先处理上方的牌，避免重复判定。
- 界面绘制：学会了如何使用 Pygame Zero 绘制游戏界面，包括牌组、牌堆、倒计时和分数。
- 游戏逻辑：学会了如何通过消除相同的牌来计分，并更新牌的状态。
- 错误处理：认识到在实际项目中，添加错误处理机制的重要性，以提高代码的健壮性。
2.使用AIGC的体验
-
提高生产力：使用AIGC工具可以快速生成代码、测试用例，显著提高了开发效率。
-
代码质量：AIGC生成的代码质量较高，但仍需手动调整和优化，以确保代码的正确性，可用性和可读性。
-
知识学习：使用AIGC工具提供的即时帮助和指导，帮助我快速解决问题，提升了学习效率。
个人总结
通过开发羊了个羊小游戏这个项目，我学到了许多技术知识，提升了代码编写、优化和测试的能力。同时，在使用AIGC工具的过程中，我体验认识到其在提高生产力和代码质量方面的能力与潜力。在项目开发时，运用AIGC工具可以很好地提高效率，缩短开发时间成本。我将继续探索和应用这些技术，不断提升自己的编程技能和项目开发能力。
