用python设计游戏_我用 Python 制作了一个迷宫游戏

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。

先来看看最终的效果视频。

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：

91、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。

11class 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。

10def 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。来看看我们生成的迷宫。

11[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：

25def 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：

1[[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，

当然是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：

2brew installpython3 gcc sdl2 sdl2_image gifsicle

pip3 install -U pyxel

先来看个简单的 Demo。

16import 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。

26width, 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。

5self.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。

18def 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)

27def 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，就可以看到文首的效果了。

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。

快去后台获取源码链接一试身手吧。

代码地址

示例代码：https://github.com/JustDoPython/python-examples/tree/master/doudou/2020-06-12-maze

用python设计游戏_我用 Python 制作了一个迷宫游戏相关推荐

flash制作游戏_如何使用Flash制作简单的装扮游戏
flash制作游戏在这里,我将向您展示如何使用Flash制作简单的装扮游戏. 画出需要打扮的人. 在衣服将要放置的地方新建一个图层. 画衣服. 我建议在人身上画衣服,以确保它们能正确地合身,所以看起 ...
delphi dbgrideh 遍历每一个单元格_真香！我用Python 制作了一个迷宫游戏
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 ...
pixi 小游戏_手把手教你制作一款小游戏【超好玩！】
想必大家小时候都听说过或玩过4399小游戏(这句话好像暴露了年龄),在当时电脑不算很普及,且没有那么多网游.大型单机游戏的时代,数量众多且种类丰富的网页小游戏使我们的童年增添了非常多的乐趣.诸如黄金矿 ...
python可视化迷宫求解_如何用 Python 制作一个迷宫游戏
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 ...
【有趣的Python小程序】Python多个简单上手的库制作WalkLattice 走格子游戏（思路篇）上
篇写上一个思路篇,那么今天我们就来完成这一项工作源代码和配套文件链接: https://caiyun.139.com/m/i?135ClY1yWrSKX 提取码:e4pq 复制内容打开中国移动云盘 ...
用Qt写一个迷宫游戏
用Qt写一个迷宫游戏一段时间以前,我用c写了个使用随机数生成迷宫的代码,现在在自学学Qt,于是就想到了利用这个代码改一个小游戏. 现在记录一下自己的学习过程,也算抛砖引玉,各位看官请多指教. 话不多 ...
教你制作第一个C++游戏！#1 引入
教你制作第一个C++游戏!#1 引入在今天,我们要使用sfml做第一个图形程序.sfml是一个易于上手的.多平台的图形库.这意味着,如果你在Windows上用sfml写了一款游戏,你在其他平台(Ma ...
python扫雷代码_谁说Python不能做游戏的？能做这些游戏，附赠所有游戏源码文件...
Python编程语言的强大,几乎是众所周知的! 不仅能用来做web.爬虫.数据分析等,没想到还能用做这么多的游戏,实在令人惊讶不已. 那么,下面我给大家介绍一下几个用Python实现的各种游戏吧. 注 ...
python爬取小游戏_如何用Python爬取小游戏网站，把喜欢的游戏收藏起来（附源码）...
简介: Python 是一门简单易学且功能强大的编程语言,无需繁琐的配置,掌握基本语法,了解基本库函数,就可以通过调用海量的现有工具包编写自己的程序,轻松实现批量自动化操作,可以极大提高办公和学习效率 ...

用python设计游戏_我用 Python 制作了一个迷宫游戏

用python设计游戏_我用 Python 制作了一个迷宫游戏相关推荐

最新文章

热门文章