pygame迷宫生成

一.预习内容：

项目分析
       一个完整的迷宫，需要能够实现产生不同路径供玩家游戏，同时需要能够记录玩家所走过的路，避免由于迷宫的范围太大而导致无法走到最后的结尾。迷宫本身也应该自带友好的交互功能，可以让玩家可以根据提示获得愉快的游戏体验。

实验目标
1.随机生成一个迷宫，并且求解迷宫。
2.要求游戏支持玩家走迷宫，和系统走迷宫路径两种模式。玩家走迷宫，通过键盘方向键控制，并在行走路径上留下痕迹；系统走迷宫路径要求基于A*算法实现，输出走迷宫的最优路径并显示。
3.设计交互友好的游戏图形界面。
 

二.算法设计

深度遍历算法生成迷宫路径
1、整体思路
     1）利用深度遍历的思想。访问到一个节点时，搜索这个节点没有被访问过的相邻节点，选择一个继续做同样的操作，直到没有邻节点为止再回溯到上一个访问的节点，并选择另外的邻节点。
     2）这种方案生成的迷宫会有一条明显的主路，这条主路特别长，贯穿大部分区域的路线，同时，迷宫的路线一般比较扭曲。这种采用深度优先算法（递归回溯算法）生成的迷宫称之为“主路扭曲型”迷宫

2、设计过程
（1）把数组地图初始化为如下结构。选择一个靠近边缘的1作为起点，在它的周围随机找另一个黄色的1（这里的“周围”指的是上下左右4个方向）。找到就把他们联通，并且把两个1之间的0（灰色墙）也变成通路，这里用红色来表示。

（2）选择一个靠近边缘的1作为起点，在它的周围随机找另一个黄色的1（这里的“周围”指的是上下左右4个方向）。找到就把他们联通，并且把两个1之间的0（灰色墙）也变成通路，这里用红色来表示。

 

 （3）把上一步”终点”的格子作为新的一个“起点”格子，不断循环第2步的过程……
直到，找不到周围有黄色的1，就回溯，回到之前的位置，看看周围是否有黄色的1，如果有，就按照2步骤，不断将黄色1变联通，接下来就是不停地重复上面的步骤，找到就联通，找不到就往回走。

（4）遍历完所有的点即可生成一个迷宫，然后再选择出口与入口，一个完整的迷宫就形成了。

1.整体框架结构

通过二维数组生成迷宫坐标，参考教程使用深度优先算法的递归回溯算法完成对迷宫的随机生成，不断随机访问每一个相邻格子，记录访问路径，最后将网格按访问路径擦除，玩家按照访问路径实现迷宫中的行走。

2.关键代码

（1）递归回溯算法

递归回溯是一个深度优先算法，如果当前单元有相邻的未访问过的迷宫单元，就一直向前搜索，直到当前单元没有未访问过的迷宫单元，才返回查找之前搜索路径上未访问的迷宫单元，所以用堆栈来维护已访问过的迷宫单位。

算法主循环，重复下面步骤2直到堆栈为空：

1 随机选择一个迷宫单元作为起点，加入堆栈并标记为已访问

2 当堆栈非空时，从栈顶获取一个迷宫单元（不用出栈），进行循环

如果当前迷宫单元有未被访问过的相邻迷宫单元

随机选择一个未访问的相邻迷宫单元

去掉当前迷宫单元与相邻迷宫单元之间的墙

标记相邻迷宫单元为已访问，并将它加入堆栈

否则，当前迷宫单元没有未访问的相邻迷宫单元

则栈顶的迷宫单元出栈

（2）墙体绘制

（3）玩家设计

 此处设计了两个玩家，为对抗方式，先到达对方生成点者获胜（自己的出口）

迷宫运行界面如下