一、团队成员

姓名	学号	班级
李硕	202305050530	23计科五班
张裕	202305050547	23计科五班
齐鹏飞	202305050519	23计科五班

二、结对编程介绍

结对编程（Pair Programming）是一种敏捷软件开发的方法，两个程序员在一个计算机上共同工作。一个人输入代码，而另一个人审查他输入的每一行代码。输入代码的人称作驾驶员，审查代码的人称作观察员（或导航员）。两个程序员经常互换角色。

在结对编程中，观察员同时考虑工作的战略性方向，提出改进的意见，或将来可能出现的问题以便处理。这样使得驾驶者可以集中全部注意力在完成当前任务的"战术"方面。观察员当作安全网和指南。结对编程对开发程序有很多好处，比如增加纪律性，写出更好的代码等。

三、Python实现图形化猜数字游戏

（一）、项目分析

游戏需求分析：

• 需要实现一个图形化的猜数字游戏

• 游戏应包含完整的用户界面和交互体验

• 需要实现游戏逻辑、用户输入验证、动画效果等功能

• 支持游戏状态管理（开始、进行中、胜利、失败）

技术架构设计：

• 使用PyGame库实现图形界面

• 采用面向对象编程思想设计游戏结构

• 模块化设计：游戏核心、UI组件、动画效果分离

类结构设计：

• NumberGuessingGame：主游戏类，负责游戏流程控制

• Particle：粒子效果类，负责游戏中的动画效果

• AnimatedButton：动画按钮类，负责用户交互按钮

（二）、代码实现

1. 游戏主类（NumberGuessingGame）

python

import pygame
import sys
import random
import math

class NumberGuessingGame:
    def __init__(self):
        # 初始化游戏窗口和参数
        self.screen = pygame.display.set_mode((800, 600))
        pygame.display.set_caption("高级猜数字游戏 - 结对编程示例")
        self.clock = pygame.time.Clock()
        
        # 游戏状态变量
        self.secret_number = None
        self.attempts = 0
        self.game_state = "menu"  # 四种状态：menu, playing, win, lose
        self.user_input = ""
        self.message = ""
        self.guess_history = []
        self.particles = []
        
        # 创建UI元素
        self.start_button = AnimatedButton(300, 300, 200, 60, "开始游戏")
        self.guess_button = AnimatedButton(350, 450, 100, 50, "猜!")
        self.restart_button = AnimatedButton(300, 400, 200, 60, "再玩一次")
        self.menu_button = AnimatedButton(300, 480, 200, 60, "返回菜单")

    def generate_secret_number(self):
        """生成1-100之间的随机数"""
        self.secret_number = random.randint(1, 100)
        return self.secret_number

    def check_guess(self, guess):
        """检查用户猜测结果"""
        try:
            guess_num = int(guess)
            if guess_num < 1 or guess_num > 100:
                return "invalid"
            
            self.attempts += 1
            self.guess_history.append(guess_num)
            
            if guess_num == self.secret_number:
                self.create_particles(400, 200, (255, 105, 97), 30)
                return "correct"
            elif guess_num < self.secret_number:
                return "too_low"
            else:
                return "too_high"
        except ValueError:
            return "invalid"

2. 粒子效果类（Particle）

python

class Particle:
    """粒子效果类，用于游戏中的动画反馈"""
    def __init__(self, x, y, color):
        self.x = x
        self.y = y
        self.color = color
        self.size = random.randint(2, 6)
        self.speed_x = random.uniform(-3, 3)
        self.speed_y = random.uniform(-3, 3)
        self.life = 100
        
    def update(self):
        """更新粒子状态"""
        self.x += self.speed_x
        self.y += self.speed_y
        self.life -= 2
        self.size *= 0.95
        
    def draw(self, screen):
        """绘制粒子"""
        alpha = min(255, self.life * 2.55)
        color = (*self.color[:3], int(alpha))
        pygame.draw.circle(screen, color, (int(self.x), int(self.y)), int(self.size))

3. 动画按钮类（AnimatedButton）

python

class AnimatedButton:
    """带动画效果的按钮类"""
    def __init__(self, x, y, width, height, text, color=(70, 130, 180), hover_color=(100, 200, 195)):
        self.rect = pygame.Rect(x, y, width, height)
        self.text = text
        self.color = color
        self.hover_color = hover_color
        self.current_color = color
        self.is_hovered = False
        self.animation_progress = 0
        
    def update(self, mouse_pos):
        """更新按钮状态和动画"""
        was_hovered = self.is_hovered
        self.is_hovered = self.rect.collidepoint(mouse_pos)
        
        # 处理悬停状态变化
        if self.is_hovered and not was_hovered:
            self.animation_progress = 0
        
        # 更新动画进度
        if self.is_hovered:
            self.animation_progress = min(1.0, self.animation_progress + 0.1)
        else:
            self.animation_progress = max(0.0, self.animation_progress - 0.1)
            
        # 颜色插值
        r = int(self.color[0] + (self.hover_color[0] - self.color[0]) * self.animation_progress)
        g = int(self.color[1] + (self.hover_color[1] - self.color[1]) * self.animation_progress)
        b = int(self.color[2] + (self.hover_color[2] - self.color[2]) * self.animation_progress)
        self.current_color = (r, g, b)
        
    def draw(self, screen, font):
        """绘制按钮"""
        pygame.draw.rect(screen, self.current_color, self.rect, border_radius=12)
        pygame.draw.rect(screen, (240, 240, 240), self.rect, 2, border_radius=12)
        
        text_surf = font.render(self.text, True, (240, 240, 240))
        text_rect = text_surf.get_rect(center=self.rect.center)
        screen.blit(text_surf, text_rect)

4. 游戏界面渲染

python

def draw_game(self):
    """绘制游戏界面"""
    # 绘制标题
    title = self.title_font.render("猜数字游戏", True, (70, 130, 180))
    self.screen.blit(title, (400 - title.get_width()//2, 50))
    
    # 绘制游戏信息
    range_text = self.main_font.render("范围: 1 - 100", True, (240, 240, 240))
    self.screen.blit(range_text, (400 - range_text.get_width()//2, 120))
    
    remaining = self.main_font.render(f"剩余尝试次数: {10 - self.attempts}", True, (240, 240, 240))
    self.screen.blit(remaining, (400 - remaining.get_width()//2, 160))
    
    # 绘制输入框和按钮
    input_rect = pygame.Rect(300, 380, 200, 50)
    pygame.draw.rect(self.screen, (100, 200, 195), input_rect, border_radius=8)
    pygame.draw.rect(self.screen, (240, 240, 240), input_rect, 2, border_radius=8)
    
    input_text = self.main_font.render(self.user_input, True, (240, 240, 240))
    self.screen.blit(input_text, (input_rect.x + 10, input_rect.y + 10))
    
    # 绘制猜测按钮
    self.guess_button.update(pygame.mouse.get_pos())
    self.guess_button.draw(self.screen, self.main_font)

（三）、游戏功能说明

游戏规则：

• 系统随机生成1-100之间的数字

• 玩家有10次猜测机会

• 每次猜测后会提示"太大了"或"太小了"

• 猜中数字或用完机会游戏结束

操作方式：

• 在主菜单点击"开始游戏"进入游戏

• 使用键盘输入数字猜测

• 点击"猜!"按钮或按回车键提交猜测

• 游戏结束后可选择"再玩一次"或"返回菜单"

四、实现效果

我们通过编程、测试最后实现了图形化猜数字游戏。游戏具有精美的界面、动画效果和完整的游戏流程。

游戏特点：

1. 现代化图形界面设计

2. 流畅的动画效果（按钮悬停、粒子效果）

3. 完整的游戏状态管理

4. 用户友好的输入验证和提示

5. 猜测历史记录显示

游戏界面展示：

主菜单界面：

游戏界面：

胜利界面：

五、总结

本次结对编程李硕充当驾驶员、张裕充当观察员，我们共同完成了这个图形化猜数字游戏的开发。作为观察员的作用非常重要，不仅帮助发现代码中的错误，还在界面设计和用户体验方面提出了很多有价值的建议。

结对编程的优势体现：

1. 代码质量提升：通过实时代码审查，减少了潜在的bug

2. 知识共享：在开发过程中相互学习PyGame图形编程技巧

3. 设计优化：观察员从用户角度提出界面改进建议

4. 效率提高：分工合作加快了开发进度

技术收获：

• 掌握了PyGame图形编程的基本原理

• 学习了游戏状态管理和动画效果的实现

• 了解了面向对象编程在游戏开发中的应用

• 实践了用户界面设计和用户体验优化

结对编程体会：
结对编程做起来既简单又有趣，三个人一起，使用同一台计算机，轮流担任驾驶员和观察员。整个设计思想由两人共同主导，驾驶员专注于代码实现，观察员则从更高层面思考问题。这种工作模式不仅提高了代码质量，还促进了团队成员之间的技术交流和经验分享。

通过这次结对编程实践，我们深刻体会到这种开发模式的价值。它让编程过程变得更加有趣，团队成员之间的交流更加充分，关系更加融洽，最终产出的代码质量也更高。