结对编程作业
结对成员
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成员 分工 蔡震泽 原型设计、AI 王昱 原型设计实现、AI 2.1-原型设计
2.1.1-流程图
2.1.1-原型图
我们整体以水墨风格设计了图片华容道，其界面如下：
1.开始界面
在开始界面，玩家可以进行继续下一步游戏进行登入，或者注册，或者更改游戏设置，或者退出游戏
2.登入界面及注册
玩家输入账号密码即可登入游戏
3.系统设置界面
玩家可以对音乐，音效进行设置
4.游戏菜单
在此界面，玩家可以查看自己的排行榜和进入游戏
5.游戏界面
玩家在此进行游戏，有记录时间与步数
6.暂停界面
在对战界面时，可以选择暂停功能
7.胜利
如若玩家成功完成华容道，则会出现胜利界面，有着耗费的步数和时间
8.排行榜
玩家可在此查看排行前列的玩家
2.1.2-开发工具
Axure Rp 9、 photoshop
2.1.3-结对图
2.1.4-遇到的困难及解决方法
问题一：
困难描述：由于之前的作业都是编程作业，第一次接触原型模型设计的题目，一开始有点不知所措。
解决尝试：通过百度，查阅资料，以及观看视频来通过对原型模型的了解，经过几天的摸索，对这方面也有了一点的了解。
是否解决：是
问题二：
困难描述：第一次使用Axure，对于很多功能都还不熟悉
解决尝试：依然还是通过百度，上B站看教程来自学
是否解决：暂时解决问题三：
困难描述：原型设计需要有很多的图片素材
解决尝试：查阅了大量的素材，才找到几张觉得还不错的素材，有时候甚至自己都想用PS弄素材，但无奈自己不会PS
是否解决：是收获：
这次是结对作业，所以经过这一段时间的学习，和队友的合作更加紧密，关系更加密切，交流得更多。初次体会到了一个软件的设计过程，以及团队合作的重要性。
2.2 - AI与原型设计实现
2.2.1-代码实现思路
网络接口的使用
网络接口是使用python的requests模块实现的，requests在python内置模块的基础上进行了高度的封装，所以使用方法十分简单。
GET请求
import requests json_url = 'http://47.102.118.1:8089/api/teamdetail/48' req = requests.get(json_url) file_requests = req.json()POST请求
import requests import json json_url = 'http://47.102.118.1:8089/api/challenge/start/321a5671-8bfa-4664-8986-fc7a413fa540' data = json.dumps({ "teamid": 48, "token": "396e1989-984d-4777-98fa-1907fd2072bf" }) r=requests.post(json_url, data=data, headers={'Content-Type': 'application/json'}) file_requests = r.json()代码组织与内部实现设计（类图）
说明算法的关键与关键实现部分流程图
算法的关键是如何应对强制交换的问题，以及无解状态的处理。实现流程图如下：
重要代码片段展示及解析
由于BFS实现比较简单
自己太菜，没有特别复杂的代码片段。这里我展示一下BFS里面比较核心的一段代码，就是move操作的实现def move(self,qi,blank,dire,level, path): '''将空图blank进行移动， qi是当前状态（用字符串存储）， blank是空图所在位置， dire是移动方向， level是当前步数 path是从原状态到当前状态的移动序列''' add = 0 if dire == 'a': add = -1 elif dire == 'w': add = -(self.n) elif dire == 's': add = self.n elif dire == 'd': add = 1 x = blank + add #x为blank经过移动后的位置 #越界判断 if x<0 or x>=self.N or blank==x: return False if abs(blank%self.n-x%self.n)>1: return False #生成移动后的状态 if blank<x: temp=qi[:blank]+qi[x]+qi[blank+1:x]+qi[blank]+qi[x+1:] else: temp=qi[:x]+qi[blank]+qi[x+1:blank]+qi[x]+qi[blank+1:] #该状态之前已经走到过，舍弃 if temp in self.dict: return False #更新队列 self.dict[temp]=level+1 self.dict_path[temp] = path + dire self.que_qi=[temp]+self.que_qi self.que_bk=[x]+self.que_bk self.que_lv=[level+1]+self.que_lv self.que_path=['{0}{1}'.format(path, dire)]+self.que_path #注意要记录下移动序列 #如果已经完成，则结束寻路 if temp == self.fin_map: self.end = 1 self.ans = '{0}{1}'.format(path, dire) return True性能分析与改进
相比于A*和DFS，BFS能够保证最终答案是最优解，所以比较符合题目的要求。但是BFS的时间复杂度是比较高的，所以当完成拼图所需要的路径较大时，耗时也会急剧增加。BFS里面耗时占比最大的两个分别是判重和移动，这里判重是通过记录走过的状态再加上"in"操作实现的。移动操作已经通过将状态转换为字符串进行了优化，未来的改进可能会集中在判重这一块上。
改进的思路
在洛谷OJ上面看到了八数码难题这道题，有些大佬使用了双向BFS来解决，时间复杂度得到了极大的降低，但是实现的思路还没有完全理解，再加上由于强制调换带来的一些困难，暂时没有往这个方向上做改进。但是在判重的问题上却给了我很大的启示，如果能够将每个状态对应一个hash值，就能够直接将判重的时间复杂度将为O(1)。这里我参考了关于“康托展开”的相关知识，通过康托展开值映射到不同的状态上，而且无需占用很大的地址空间。
性能分析图
可以看到耗时最大的就是move函数了，之前也在前面分析了对应代码以及相应的改进方案。还有一个耗时占比较大的是将原始图片转换为对应矩阵，主要是图像的对比识别比较花时间，但这个用了别人的库，就没办法改进啦。
2.2.2-代码签入记录
2.2.3-遇到的代码模块异常或结对困难及解决方法
问题一：
困难描述：不知道如何传数据到api，传什么类型的数据，收到什么类型的数据
解决尝试：通过网上查资料，问同学，一步步尝试，最终还是将接口连上了
收获：学会了如何使用python的requests模块问题二：
困难描述：异常是移动序列的顺序被打乱。本来是不知道顺序乱了，只是手工检查后发现移动序列不正确，在后面调试中把限制深度缩小到2，这才意识到是顺序乱了。
解决尝试：经过检查发现是字符串拼接的时候出错，查阅资料后了解到，如果使用“+”运算来连接字符串可能会出现顺序错误，于是使用了格式化的方式来进行字符串拼接，解决了这一问题。
收获：从这个错误中学习到了python的格式化输出方式，这在处理多个不同类型的数据输出时能起到很大的便利。问题三：
困难描述：异常是出现在自由交换的时候，一旦需要用到自由调换时，答案一定都是错误的。我将实现自由交换的代码封装成一个函数，输入初始状态和目标状态，用两层循环遍历所有可能的交换，将有解的交换输出。但是我误以为在python中，列表作为函数参数是值传递的方式，实际上进行遍历的时候，列表已经发生了变化，而我却在函数返回交换序列后再次对列表进行了交换。
解决尝试：至于我是怎么发现这个问题的嘛......可能人在疲倦的时候更容易灵光一现？由于前一天晚上改算法改到两点都没出结果，上课时昏昏欲睡的我脑子里还是一直装着这个问题，结果突然就想到了这个点......于是之后我又去详细了解了python关于函数的知识，看来基础还是不够牢固呀。
收获：顺带学习了python的函数参数的各种用法2.2.4-评价你的队友
值得学习的地方：
震泽哥真的全能，Axure、PS、Java、Python全都会，原型设计直接带飞。
需要改进的地方：
感觉震泽哥可能细节上考虑得不太周全，设计算法时有些情况没有注意到，不过不是常说成大事者不拘小节嘛O(∩_∩)O。
2.2.5-PSP表和学习进度条
PSP2.1 Personal Software Process Stages 预估耗时（分钟） 实际耗时（分钟） Planning 计划 · Estimate · 估计这个任务需要多少时间 120 60 Development 开发 · Analysis · 需求分析（包括学习新技术） 2000 600 · Design Spec · 生成设计文档 60 30 · Design Review · 设计复审 30 30 · Coding Standard · 代码规范（为目前的开发制定合适的规范） 120 300 · Design · 具体设计 180 120 · Coding · 具体编码 2000 3500 · Code Review · 代码复审 60 300 · Test · 测试（自我测试，修改代码，提交修改） 180 500 Reporting 报告 · Test Report · 测试报告 30 30 · Size Measurement · 计算工作量 20 30 · Postmortem & Process Improvement Plan · 事后总结，并提出过程改进计划 60 120 · 合计 4860 5500
| 第N周 | 新增代码（行） | 累计代码（行） | 本周学习耗时（小时） | 累计学习耗时（小时） | 重要成长 |
|---|---|---|---|---|---|
| 1 | 0 | 0 | 10 | 10 | 熟悉了pyame的基本开发框架，学习了如何以面向对象的思想组织游戏代码 |
| 2 | 357 | 357 | 28 | 38 | 在实际操作中掌握了如何监听游戏事件的发生以及响应处理 |
| 3 | 520 | 877 | 10 | 48 | 学习了使用python的PIL库进行图像处理 |
| 4 | 395 | 1272 | 35 | 83 | 掌握了如何利用python的requests模块设计网络接口 |
