帝王谷资源网

如何用 Python 制作一个迷宫游戏
脚本专栏 2024/12/23 佚名
3 2
帝王谷资源网 Design By www.wdxyy.com

相信大家都玩过迷宫的游戏，对于简单的迷宫，我们可以一眼就看出通路，但是对于复杂的迷宫，可能要仔细寻找好久，甚至耗费数天，然后可能还要分别从入口和出口两头寻找才能找的到通路，甚至也可能找不到通路。

虽然走迷宫问题对于我们人类来讲比较复杂，但对于计算机来说却是很简单的问题。为什么这样说呢，因为看似复杂实则是有规可循的。

我们可以这么做，携带一根很长的绳子，从入口出发一直走，如果有岔路口就走最左边的岔口，直到走到死胡同或者找到出路。如果是死胡同则退回上一个岔路口，我们称之为岔口 A，

这时进入左边第二个岔口，进入第二个岔口后重复第一个岔口的步骤，直到找到出路或者死胡同退回来。当把该岔路口所有的岔口都走了一遍，还未找到出路就沿着绳子往回走，走到岔口 A 的前一个路口 B，重复上面的步骤。

不知道你有没有发现，这其实就是一个不断递归的过程，而这正是计算机所擅长的。

上面这种走迷宫的算法就是我们常说的深度优先遍历算法，与之相对的是广度优先遍历算法。有了理论基础，下面我们就来试着用 程序来实现一个走迷宫的小程序。

生成迷宫

生成迷宫有很多种算法，常用的有递归回溯法、递归分割法和随机 Prim 算法，我们今天是用的最后一种算法。

该算法的主要步骤如下：
1、迷宫行和列必须为奇数
2、奇数行和奇数列的交叉点为路，其余点为墙，迷宫四周全是墙
3、选定一个为路的单元格（本例选 [1,1]），然后把它的邻墙放入列表 wall
4、当列表 wall 里还有墙时：
4.1、从列表里随机选一面墙，如果这面墙分隔的两个单元格只有一个单元格被访问过
4.1.1、那就从列表里移除这面墙，同时把墙打通
4.1.2、将单元格标记为已访问
4.1.3、将未访问的单元格的邻墙加入列表 wall
4.2、如果这面墙两面的单元格都已经被访问过，那就从列表里移除这面墙

我们定义一个 Maze 类，用二维数组表示迷宫地图，其中 1 表示墙壁，0 表示路，然后初始化左上角为入口，右下角为出口，最后定义下方向向量。

class Maze:
 def __init__(self, width, height):
  self.width = width
  self.height = height
  self.map = [[0 if x % 2 == 1 and y % 2 == 1 else 1 for x in range(width)] for y in range(height)]
  self.map[1][0] = 0 # 入口
  self.map[height - 2][width - 1] = 0 # 出口
  self.visited = []
  # right up left down
  self.dx = [1, 0, -1, 0]
  self.dy = [0, -1, 0, 1]

接下来就是生成迷宫的主函数了。

def generate(self):
 start = [1, 1]
 self.visited.append(start)
 wall_list = self.get_neighbor_wall(start)
 while wall_list:
  wall_position = random.choice(wall_list)
  neighbor_road = self.get_neighbor_road(wall_position)
  wall_list.remove(wall_position)
  self.deal_with_not_visited(neighbor_road[0], wall_position, wall_list)
  self.deal_with_not_visited(neighbor_road[1], wall_position, wall_list)

该函数里面有两个主要函数 get_neighbor_road(point) 和 deal_with_not_visited()，前者会获得传入坐标点 point 的邻路节点，返回值是一个二维数组，后者 deal_with_not_visited() 函数处理步骤 4.1 的逻辑。

由于 Prim 随机算法是随机的从列表中的所有的单元格进行随机选择，新加入的单元格和旧加入的单元格被选中的概率是一样的，因此其分支较多，生成的迷宫较复杂，难度较大，当然看起来也更自然些。生成的迷宫。
[1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1]
[0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 1]
[1, 1, 1, 1, 1, 0, 1, 1, 1, 1, 1]
[1, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 1]
[1, 1, 1, 0, 1, 0, 1, 0, 1, 0, 1]
[1, 0, 0, 0, 1, 0, 1, 0, 1, 0, 1]
[1, 0, 1, 0, 1, 0, 1, 1, 1, 1, 1]
[1, 0, 1, 0, 1, 0, 0, 0, 0, 0, 1]
[1, 0, 1, 0, 1, 1, 1, 0, 1, 0, 1]
[1, 0, 1, 0, 1, 0, 0, 0, 1, 0, 0]
[1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1]

走出迷宫

得到了迷宫的地图，接下来就按照我们文首的思路来走迷宫即可。主要函数逻辑如下：

def dfs(self, x, y, path, visited=[]):
 # outOfIndex
 if self.is_out_of_index(x, y):
  return False

 # visited or is wall
 if [x, y] in visited or self.get_value([x, y]) == 1:
  return False

 visited.append([x, y])
 path.append([x, y])

 # end...
 if x == self.width - 2 and y == self.height - 2:
  return True

 # recursive
 for i in range(4):
  if 0 < x + self.dx[i] < self.width - 1 and 0 < y + self.dy[i] < self.height - 1 and     self.get_value([x + self.dx[i], y + self.dy[i]]) == 0:
   if self.dfs(x + self.dx[i], y + self.dy[i], path, visited):
    return True
   elif not self.is_out_of_index(x, y) and path[-1] != [x, y]:
    path.append([x, y])

很明显，这就是一个典型的递归程序。当该节点坐标越界、该节点被访问过或者该节点是墙壁的时候，直接返回，因为该节点肯定不是我们要找的路径的一部分，否则就将该节点加入被访问过的节点和路径的集合中。

然后如果该节点是出口则表示程序执行结束，找到了通路。不然就遍历四个方向向量，将节点的邻路传入函数 dfs 继续以上步骤，直到找到出路或者程序所有节点都遍历完成。

来看看我们 dfs 得出的路径结果：

[[0, 1], [1, 1], [2, 1], [3, 1], [4, 1], [5, 1], [6, 1], [7, 1], [8, 1], [9, 1], [9, 1], [8, 1], [7, 1], [6, 1], [5, 1], [5, 2], [5, 3], [6, 3], [7, 3], [8, 3], [9, 3], [9, 4], [9, 5], [9, 5], [9, 4], [9, 3], [8, 3], [7, 3], [7, 4], [7, 5], [7, 5], [7, 4], [7, 3], [6, 3], [5, 3], [4, 3], [3, 3], [2, 3], [1, 3], [1, 3], [2, 3], [3, 3], [3, 4], [3, 5], [2, 5], [1, 5], [1, 6], [1, 7], [1, 8], [1, 9], [1, 9], [1, 8], [1, 7], [1, 6], [1, 5], [2, 5], [3, 5], [3, 6], [3, 7], [3, 8], [3, 9], [3, 9], [3, 8], [3, 7], [3, 6], [3, 5], [3, 4], [3, 3], [4, 3], [5, 3], [5, 4], [5, 5], [5, 6], [5, 7], [6, 7], [7, 7], [8, 7], [9, 7], [9, 8], [9, 9], [10, 9]]

可视化

有了迷宫地图和通路路径，剩下的工作就是将这些坐标点渲染出来。今天我们用的可视化库是 pyxel，这是一个用来写像素级游戏的 Python 库，

当然使用前需要先安装下这个库。

Win 用户直接用 pip install -U pyxel命令安装即可。

Mac 用户使用以下命令安装：

brew install python3 gcc sdl2 sdl2_image gifsicle
pip3 install -U pyxel

先来看个简单的 Demo。

如何用 Python 制作一个迷宫游戏

import pyxel

class App:
 def __init__(self):
  pyxel.init(160, 120)
  self.x = 0
  pyxel.run(self.update, self.draw)

 def update(self):
  self.x = (self.x + 1) % pyxel.width

 def draw(self):
  pyxel.cls(0)
  pyxel.rect(self.x, 0, 8, 8, 9)

App()

类 App 的执行逻辑就是不断的调用 update 函数和 draw 函数，因此可以在 update 函数中更新物体的坐标，然后在 draw 函数中将图像画到屏幕即可。

如此我们就先把迷宫画出来，然后在渲染 dfs 遍历动画。

如何用 Python 制作一个迷宫游戏

width, height = 37, 21
my_maze = Maze(width, height)
my_maze.generate()

class App:
 def __init__(self):
  pyxel.init(width * pixel, height * pixel)
  pyxel.run(self.update, self.draw)

 def update(self):
  if pyxel.btn(pyxel.KEY_Q):
   pyxel.quit()

  if pyxel.btn(pyxel.KEY_S):
   self.death = False

 def draw(self):
  # draw maze
  for x in range(height):
   for y in range(width):
    color = road_color if my_maze.map[x][y] is 0 else wall_color
    pyxel.rect(y * pixel, x * pixel, pixel, pixel, color)
  pyxel.rect(0, pixel, pixel, pixel, start_point_color)
  pyxel.rect((width - 1) * pixel, (height - 2) * pixel, pixel, pixel, end_point_color)

App()

看起来还可以，这里的宽和高我分别用了 37 和 21 个像素格来生成，所以生成的迷宫不是很复杂，如果像素点很多的话就会错综复杂了。

接下里来我们就需要修改 update 函数和 draw 函数来渲染路径了。为了方便操作，我们在 init 函数中新增几个属性。

self.index = 0
self.route = [] # 用于记录待渲染的路径
self.step = 1 # 步长，数值越小速度越快，1：每次一格；10：每次 1/10 格
self.color = start_point_color
self.bfs_route = my_maze.bfs_route()

其中 index 和 step 是用来控制渲染速度的，在 draw 函数中 index 每次自增 1，然后再对 step 求余数得到当前的真实下标 real_index，简言之就是 index 每增加 step，real_index 才会加一，渲染路径向前走一步。

def draw(self):
 # draw maze
 for x in range(height):
  for y in range(width):
   color = road_color if my_maze.map[x][y] is 0 else wall_color
   pyxel.rect(y * pixel, x * pixel, pixel, pixel, color)
 pyxel.rect(0, pixel, pixel, pixel, start_point_color)
 pyxel.rect((width - 1) * pixel, (height - 2) * pixel, pixel, pixel, end_point_color)

 if self.index > 0:
  # draw route
  offset = pixel / 2
  for i in range(len(self.route) - 1):
   curr = self.route[i]
   next = self.route[i + 1]
   self.color = backtrack_color if curr in self.route[:i] and next in self.route[:i] else route_color
   pyxel.line(curr[0] + offset, (curr[1] + offset), next[0] + offset, next[1] + offset, self.color)
  pyxel.circ(self.route[-1][0] + 2, self.route[-1][1] + 2, 1, head_color)
def update(self):
 if pyxel.btn(pyxel.KEY_Q):
  pyxel.quit()

 if pyxel.btn(pyxel.KEY_S):
  self.death = False

 if not self.death:
  self.check_death()
  self.update_route()

def check_death(self):
 if self.dfs_model and len(self.route) == len(self.dfs_route) - 1:
  self.death = True
 elif not self.dfs_model and len(self.route) == len(self.bfs_route) - 1:
  self.death = True

def update_route(self):
 index = int(self.index / self.step)
 self.index += 1
 if index == len(self.route): # move
  if self.dfs_model:
   self.route.append([pixel * self.dfs_route[index][0], pixel * self.dfs_route[index][1]])
  else:
   self.route.append([pixel * self.bfs_route[index][0], pixel * self.bfs_route[index][1]])

App()

至此，我们完整的从迷宫生成，到寻找路径，再到路径可视化已全部实现。直接调用主函数 App() 然后按 S 键盘开启游戏

总结

今天我们用深度优先算法实现了迷宫的遍历，对于新手来说，递归这思路可能比较难理解，但这才是符合计算机思维的，随着经验的加深会理解越来越深刻的。

其次我们用 pyxel 库来实现路径可视化，难点在于坐标的计算更新，细节比较多且繁琐，当然读者也可以用其他库或者直接用网页来实现也可以。

游戏源码：
https://github.com/JustDoPython/python-examples/blob/master/doudou/2020-06-12-maze/maze.py
快来一试身手吧。

以上就是如何用 Python 制作一个迷宫游戏的详细内容，更多关于python 制作迷宫游戏的资料请关注其它相关文章！

标签：
python,迷宫,python,制作迷宫游戏
帝王谷资源网 Design By www.wdxyy.com
广告合作：本站广告合作请联系QQ：858582 申请时备注：广告合作（否则不回）
免责声明：本站文章均来自网站采集或用户投稿，网站不提供任何软件下载或自行开发的软件！ 如有用户或公司发现本站内容信息存在侵权行为，请邮件告知！ 858582#qq.com
帝王谷资源网 Design By www.wdxyy.com
www.wdxyy.com 帝王谷资源网
139,976互联网资源
144,792高清电影
21,817无损音乐
631,128技术资源

更新日志

友情链接

杰晶网络 DDR爱好者之家 桃源资源网 杰网资源 富贵资源网 南强小屋 铁雪资源网 幽灵资源网 万梅资源网 狼山资源网 白云岛资源网 昆仑资源网 相思资源网 明霞山资源网 内蒙古资源网 黑松山资源网 茶园资源网 饿虎岗资源网 大旗谷资源网 常春岛资源网 岱庙资源网 兴国资源网 快活林资源网 蝙蝠岛资源网 帝王谷资源网 白云城资源网 伏龙阁资源网 清风细雨楼 天枫庄资源网 圆月山庄资源网 无争山庄资源网 神水资源网 移花宫资源网 神剑山庄资源网 无为清净楼资源网 金钱帮资源网 丐帮资源网 华山资源网 极乐门资源网 小李飞刀资源网 凤求凰客栈 风云阁资源网 金狮镖局 鸳鸯亭资源网 千金楼资源网 更多链接