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Flutter隨機(jī)迷宮生成和解迷宮小游戲功能的源碼

 更新時間：2020年04月16日 14:09:12   作者：沫小亮。  
這篇文章主要介紹了Flutter隨機(jī)迷宮生成和解迷宮小游戲，本文通過實(shí)例代碼給大家介紹的非常詳細(xì)，對大家的學(xué)習(xí)或工作具有一定的參考借鑒價值,需要的朋友可以參考下

此博客旨在幫助大家更好的了解圖的遍歷算法，通過Flutter移動端平臺將圖的遍歷算法運(yùn)用在迷宮生成和解迷宮上，讓算法變成可視化且可以進(jìn)行交互，最終做成一個可進(jìn)行隨機(jī)迷宮生成和解迷宮的APP小游戲。本人是應(yīng)屆畢業(yè)生，希望能與大家一起討論和學(xué)習(xí)～

注：由于這是本人第一次寫博客，難免排版或用詞上有所欠缺，請大家多多包涵。
注：如需轉(zhuǎn)載文章，請注明出處，謝謝。

一、項(xiàng)目介紹：

1.概述
項(xiàng)目名：方塊迷宮
作者：沫小亮。
編程框架與語言：Flutter&Dart
開發(fā)環(huán)境：Android Studio 3.6.2
學(xué)習(xí)參考：慕課網(wǎng)-看得見的算法
項(xiàng)目完整源碼地址：（待更新）
游戲截圖：

在這里插入圖片描述在這里插入圖片描述

2.迷宮生成原理
1.采用圖的遍歷進(jìn)行迷宮生成，其本質(zhì)就是生成一棵樹，樹中每個節(jié)點(diǎn)只能訪問一次，且每個節(jié)點(diǎn)之間沒有環(huán)路（迷宮的正確路徑只有一條）。
2.初始化：設(shè)置起點(diǎn)和終點(diǎn)位置，并給所有行坐標(biāo)為奇數(shù)且列坐標(biāo)為奇數(shù)的位置設(shè)置為路。其余位置設(shè)置為墻。（坐標(biāo)從0…開始算）

（如下圖，藍(lán)色位置為墻，橙色位置為路，橙色線條為可能即將打通的路，此圖來源于慕課網(wǎng)-看得見的算法）

在這里插入圖片描述

3.在遍歷過程中，不斷遍歷每個位置，同時遍歷過的位置設(shè)為已訪問位置，結(jié)合迷宮生成算法（見迷宮特點(diǎn)第6點(diǎn)）讓相鄰某個墻變成路，使之路徑聯(lián)通。直至所有位置都遍歷完成則迷宮生成結(jié)束（每個節(jié)點(diǎn)只能遍歷一次）。

（如下圖，藍(lán)色位置為墻，橙色位置為路，橙色線條為可能即將打通的路，此圖來源于慕課網(wǎng)-看得見的算法）

在這里插入圖片描述

3.迷宮特點(diǎn)（可根據(jù)需求自行擴(kuò)展）
1.迷宮只有一個起點(diǎn)、一個終點(diǎn)，且起點(diǎn)和終點(diǎn)的位置固定。
2.迷宮的正確路徑只有一條。
3.迷宮的正確路徑是連續(xù)的。
4.迷宮地圖是正方形，且方塊行數(shù)和列數(shù)都為奇數(shù)。
5.迷宮中每個方塊占用一個單元格。
6.迷宮生成算法：圖的深度優(yōu)先遍歷和廣度優(yōu)先遍歷相結(jié)合 + 隨機(jī)隊(duì)列（入隊(duì)和出隊(duì)隨機(jī)在隊(duì)頭或隊(duì)尾）+ 隨機(jī)方向遍歷順序（提高迷宮的隨機(jī)性）。
7.迷宮自動求解算法：圖的深度優(yōu)先遍歷（遞歸方法）。

4.玩法介紹（可根據(jù)需求自行擴(kuò)展）
1.游戲共設(shè)置有10個關(guān)卡，到達(dá)終點(diǎn)可以進(jìn)入下一關(guān)，隨著關(guān)卡數(shù)的增加，迷宮地圖大?。ǚ綁K數(shù)）增加，但限定時間也會增加。
2.點(diǎn)擊方向鍵可對玩家角色的位置進(jìn)行控制。
2.每個關(guān)卡都有限定時間，超過限定時間仍未到達(dá)終點(diǎn)則闖關(guān)失敗，可從本關(guān)繼續(xù)挑戰(zhàn)。
3.每個關(guān)卡都可以使用一次提示功能，可展示2秒的正確路徑，便于小白玩家入門。
4. 顏色對應(yīng)：
藍(lán)灰色方塊->墻（不可經(jīng)過）
藍(lán)色方塊->玩家角色（可控制移動）
白色方塊->路（可經(jīng)過）
深橘色->終點(diǎn)（通關(guān)）
橙色->正確路徑（提示功能）

二、項(xiàng)目源碼（主要部分）：

pubspec.yaml //flutter配置清單

dependencies:
 flutter:
 sdk: flutter
 //toast庫
 fluttertoast: ^3.1.3
 //Cupertino主題圖標(biāo)集
 cupertino_icons: ^0.1.2

在這里插入圖片描述

maze_game_model.dart //迷宮游戲數(shù)據(jù)層

class MazeGameModel {
 int _rowSum; //迷宮行數(shù)
 int _columnSum; //迷宮列數(shù)
 int _startX, _startY; //迷宮入口坐標(biāo)（[startX,startY]）
 int _endX, _endY; //迷宮出口坐標(biāo)（[endX,endY]）
 static final int MAP_ROAD = 1; //1代表路
 static final int MAP_WALL = 0; //0代表墻
 List<List<int>> mazeMap; //迷宮地形（1代表路，0代表墻）
 List<List<bool>> visited; //是否已經(jīng)訪問過
 List<List<bool>> path; //是否是正確解的路徑
 List<List<int>> direction = [
 [-1, 0],
 [0, 1],
 [1, 0],
 [0, -1]
 ]; //迷宮遍歷的方向順序（迷宮趨勢）
 int spendStepSum = 0; //求解的總步數(shù)
 int successStepLength = 0; //正確路徑長度
 int playerX, playerY; //當(dāng)前玩家坐標(biāo)

 MazeGameModel(int rowSum, int columnSum) {
 if (rowSum % 2 == 0 || columnSum % 2 == 0) {
 throw "model_this->迷宮行數(shù)和列數(shù)不能為偶數(shù)";
 }
 this._rowSum = rowSum;
 this._columnSum = columnSum;
 mazeMap = new List<List<int>>();
 visited = new List<List<bool>>();
 path = new List<List<bool>>();

 //初始化迷宮起點(diǎn)與終點(diǎn)坐標(biāo)
 _startX = 1;
 _startY = 0;
 _endX = rowSum - 2;
 _endY = columnSum - 1;

 //初始化玩家坐標(biāo)
 playerX = _startX;
 playerY = _startY;

 //初始化迷宮遍歷的方向（上、左、右、下）順序（迷宮趨勢）
 //隨機(jī)遍歷順序，提高迷宮生成的隨機(jī)性（共12種可能性）
 for (int i = 0; i < direction.length; i++) {
 int random = Random().nextInt(direction.length);
 List<int> temp = direction[random];
 direction[random] = direction[i];
 direction[i] = temp;
 }

 //初始化迷宮地圖
 for (int i = 0; i < rowSum; i++) {
 List<int> mazeMapList = new List();
 List<bool> visitedList = new List();
 List<bool> pathList = new List();

 for (int j = 0; j < columnSum; j++) {
 //行和列都為基數(shù)則設(shè)置為路，否則設(shè)置為墻
 if (i % 2 == 1 && j % 2 == 1) {
 mazeMapList.add(1); //設(shè)置為路
 } else {
 mazeMapList.add(0); //設(shè)置為墻
 }
 visitedList.add(false);
 pathList.add(false);
 }
 mazeMap.add(mazeMapList);
 visited.add(visitedList);
 path.add(pathList);
 }
 //初始化迷宮起點(diǎn)與終點(diǎn)位置
 mazeMap[_startX][_startY] = 1;
 mazeMap[_endX][_endY] = 1;
 }

 //返回迷宮行數(shù)
 int getRowSum() {
 return _rowSum;
 }

 //返回迷宮列數(shù)
 int getColumnSum() {
 return _columnSum;
 }

 //返回迷宮入口X坐標(biāo)
 int getStartX() {
 return _startX;
 }

 //返回迷宮入口Y坐標(biāo)
 int getStartY() {
 return _startY;
 }

 //返回迷宮出口X坐標(biāo)
 int getEndX() {
 return _endX;
 }

 //返回迷宮出口Y坐標(biāo)
 int getEndY() {
 return _endY;
 }

 //判斷[i][j]是否在迷宮地圖內(nèi)
 bool isInArea(int i, int j) {
 return i >= 0 && i < _rowSum && j >= 0 && j < _columnSum;
 }
}

position.dart //位置類（實(shí)體類）
注：x對應(yīng)二維數(shù)組中的行下標(biāo)，y對應(yīng)二維數(shù)組中的列下標(biāo)(往后也是)

class Position extends LinkedListEntry<Position>{
 int _x, _y; //X對應(yīng)二維數(shù)組中的行下標(biāo)，y對應(yīng)二維數(shù)組中的列下標(biāo)
 Position _prePosition; //存儲上一個位置
 
 Position(int x, int y, { Position prePosition = null } ) {
 this._x = x;
 this._y = y;
 this._prePosition = prePosition;
 }

 //返回X坐標(biāo)（）
 int getX() {
 return _x;
 }

 //返回Y坐標(biāo)（）
 int getY() {
 return _y;
 }

 //返回上一個位置
 Position getPrePosition() {
 return _prePosition;
 }
}

random_queue.dart //隨機(jī)隊(duì)列
入隊(duì)：頭部或尾部（各50%的概率）
出隊(duì)：頭部或尾部（各50%的概率）
底層數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)：LinkedList

class RandomQueue {
 LinkedList<Position> _queue;

 RandomQueue(){
 _queue = new LinkedList();
 }

 //往隨機(jī)隊(duì)列里添加一個元素
 void addRandom(Position position) {
 if (Random().nextInt(100) < 50) {
 //從頭部添加
 _queue.addFirst(position);
 }
 //從尾部添加 
 else {
 _queue.add(position);
 }
 }
 
 //返回隨機(jī)隊(duì)列中的一個元素
 Position removeRandom() {
 if (_queue.length == 0) {
 throw "數(shù)組元素為空";
 }
 if (Random().nextInt(100) < 50) {
 //從頭部移除
 Position position = _queue.first;
 _queue.remove(position);
 return position;
 } else {
 //從尾部移除
 Position position = _queue.last;
 _queue.remove(position);
 return position;
 }
 }

 //返回隨機(jī)隊(duì)列元素?cái)?shù)量
 int getSize() {
 return _queue.length;
 }

 //判斷隨機(jī)隊(duì)列是否為空
 bool isEmpty() {
 return _queue.length == 0;
 }
}

main.dart //迷宮游戲視圖層和控制層

1. APP全局設(shè)置

void main() => runApp(MyApp());

class MyApp extends StatelessWidget {
 @override
 Widget build(BuildContext context) {
 if (Platform.isAndroid) {
 // 以下兩行 設(shè)置android狀態(tài)欄為透明的沉浸。寫在組件渲染之后，是為了在渲染后進(jìn)行set賦值，覆蓋狀態(tài)欄，寫在渲染之前MaterialApp組件會覆蓋掉這個值。
 SystemUiOverlayStyle systemUiOverlayStyle = SystemUiOverlayStyle(statusBarColor: Colors.transparent);
 SystemChrome.setSystemUIOverlayStyle(systemUiOverlayStyle);
 }
 return MaterialApp(
 title: '方塊迷宮', //應(yīng)用名
 theme: ThemeData(
 primarySwatch: Colors.blue, //主題色
 ),
 debugShowCheckedModeBanner: false, //不顯示debug標(biāo)志
 home: MyHomePage(), //主頁面
 );
 }
}

2.界面初始化

 class MyHomePage extends StatefulWidget {
 MyHomePage({Key key}) : super(key: key);

 @override
 _MyHomePageState createState() => _MyHomePageState();
}

class _MyHomePageState extends State<MyHomePage> {
 int gameWidth, gameHeight; //游戲地圖寬度和高度
 double itemWidth, itemHeight; //每個小方塊的寬度和高度
 int level = 1;  //當(dāng)前關(guān)卡數(shù)（共10關(guān)）
 int rowSum = 15; //游戲地圖行數(shù)
 int columnSum = 15; //游戲地圖列數(shù)
 int surplusTime; //游戲剩余時間
 bool isTip = false; //是否使用提示功能
 Timer timer;  //計(jì)時器
 MazeGameModel _model; //迷宮游戲數(shù)據(jù)層

 //初始化狀態(tài)
 @override
 void initState() {
 super.initState();
 _model = new MazeGameModel(rowSum, columnSum);

 //新建一個事件循環(huán)隊(duì)列，確保不堵塞主線程
 new Future(() {
 //生成一個迷宮
 _doGenerator(_model.getStartX(), _model.getStartY() + 1);
 });

 //設(shè)置倒計(jì)時
 _setSurplusTime(level);
 }

3.界面整體結(jié)構(gòu)

 @override
 Widget build(BuildContext context) {
 //獲取手機(jī)屏幕寬度，并讓屏幕高度等于屏幕寬度（確保形成正方形迷宮區(qū)域）
 //結(jié)果向下取整，避免出現(xiàn)實(shí)際地圖寬度大于手機(jī)屏幕寬度的情況
 gameHeight = gameWidth = MediaQuery.of(context).size.width.floor();
 //每一個小方塊的寬度和長度（屏幕寬度/列數(shù)）
 itemHeight = itemWidth = (gameWidth / columnSum);
 return Scaffold(
 appBar: PreferredSize(
 //設(shè)置標(biāo)題欄高度
 preferredSize: Size.fromHeight(40),
 //標(biāo)題欄區(qū)域
 child: _appBarWidget()),
 body: ListView(
 children: <Widget>[
 //游戲地圖區(qū)域
 _gameMapWidget(),
 //游戲提示與操作欄區(qū)域
 _gameTipWidget(),
 //游戲方向控制區(qū)域
 _gameControlWidget(),
 ],
 ),
 );
 }

4.游戲地圖區(qū)域

注：由于游戲提示與操作欄區(qū)域、游戲方向鍵控制區(qū)域不是本文章要講的重點(diǎn)，故不詳細(xì)介紹，有興趣的朋友可以到完整項(xiàng)目源碼地址中查看。

 //游戲地圖區(qū)域
 Widget _gameMapWidget(){
 return Container(
 width: gameHeight.toDouble(),
 height: gameHeight.toDouble(),
 color: Colors.white,
 child: Center(
 //可堆疊布局（配合Positioned絕對布局使用）
 child: Stack(
 //按行遍歷
 children: List.generate(_model.mazeMap.length, (i) {
 return Stack(
 //按列遍歷
  children: List.generate(_model.mazeMap[i].length, (j) {
  //絕對布局
  return Positioned(
  //每個方塊的位置
  left: j * itemWidth.toDouble(),
  top: i * itemHeight.toDouble(),
  //每個方塊的大小和顏色
  child: Container(
  width: itemWidth.toDouble(),
  height: itemHeight.toDouble(),
  //位于頂層的顏色應(yīng)放在前面進(jìn)行判斷，避免被其他顏色覆蓋
  //墻->藍(lán)灰色
  //路->白色
  //玩家角色->藍(lán)色
  //迷宮終點(diǎn)-> 深橘色
  //迷宮正確路徑->橙色
  color: _model.mazeMap[i][j] == 0
  ? Colors.blueGrey
  : (_model.playerX == i && _model.playerY == j)
  ? Colors.blue
  : (_model.getEndX() == i && _model.getEndY() == j)
  ? Colors.deepOrange
  : _model.path[i][j] ? Colors.orange : Colors.white));
  }));
 }),
 ),
 ));
 }

5.生成迷宮

//開始生成迷宮地圖
 void _doGenerator(int x, int y) {
 RandomQueue queue = new RandomQueue();
 //設(shè)置起點(diǎn)
 Position start = new Position(x, y);
 //入隊(duì)
 queue.addRandom(start);
 _model.visited[start.getX()][start.getY()] = true;
 while (queue.getSize() != 0) {
 //出隊(duì)
 Position curPosition = queue.removeRandom();
 //對上、下、左、右四個方向進(jìn)行遍歷，并獲得一個新位置
 for (int i = 0; i < 4; i++) {
 int newX = curPosition.getX() + _model.direction[i][0] * 2;
 int newY = curPosition.getY() + _model.direction[i][1] * 2;
 //如果新位置在地圖范圍內(nèi)且該位置沒有被訪問過
 if (_model.isInArea(newX, newY) && !_model.visited[newX][newY]) {
 //入隊(duì)
 queue.addRandom(new Position(newX, newY, prePosition: curPosition));
 //設(shè)置該位置為已訪問
 _model.visited[newX][newY] = true;
 //設(shè)置該位置為路
 _setModelWithRoad(curPosition.getX() + _model.direction[i][0], curPosition.getY() + _model.direction[i][1]);
 }
 }
 }
 }

6.自動解迷宮（提示功能）

//自動解迷宮（提示功能）
 //從起點(diǎn)位置開始（使用遞歸的方式）求解迷宮，如果求解成功則返回true,否則返回false
 bool _doSolver(int x, int y) {
 if (!_model.isInArea(x, y)) {
 throw "坐標(biāo)越界";
 }
 //設(shè)置已訪問
 _model.visited[x][y] = true;
 //設(shè)置該位置為正確路徑
 _setModelWithPath(x, y, true);

 //如果該位置為終點(diǎn)位置，則返回true
 if (x == _model.getEndX() && y == _model.getEndY()) {
 return true;
 }
 //對四個方向進(jìn)行遍歷，并獲得一個新位置
 for (int i = 0; i < 4; i++) {
 int newX = x + _model.direction[i][0];
 int newY = y + _model.direction[i][1];
 //如果該位置在地圖范圍內(nèi)，且該位置為路，且該位置沒有被訪問過，則繼續(xù)從該點(diǎn)開始遞歸求解
 if (_model.isInArea(newX, newY) &&
 _model.mazeMap[newX][newY] == MazeGameModel.MAP_ROAD &&
 !_model.visited[newX][newY]) {
 if (_doSolver(newX, newY)) {
 return true;
 }
 }
 }
 
 //如果該位置不是正確的路徑，則將該位置設(shè)置為非正確路徑所途徑的位置
 _setModelWithPath(x, y, false);
 return false;
 }

7.控制玩家角色移動

移動到新位置

//控制玩家角色移動
 void _doPlayerMove(String direction) {
 switch (direction) {
 case "上":
 //如果待移動的目標(biāo)位置在迷宮地圖內(nèi)，且該位置是路，則進(jìn)行移動
 if (_model.isInArea(_model.playerX - 1, _model.playerY) && _model.mazeMap[_model.playerX - 1][_model.playerY] == 1) {
 setState(() {
 _model.playerX--;
 });
 }
 break;
//省略其他三個方向的代碼

玩家到達(dá)終點(diǎn)位置

//如果玩家角色到達(dá)終點(diǎn)位置
if (_model.playerX == _model.getEndX() && _model.playerY == _model.getEndY()) {
 isTip = false; //刷新可提示次數(shù)
 timer.cancel(); //取消倒計(jì)時
 //如果當(dāng)前關(guān)是第10關(guān)
 if (level == 10) {
 showDialog(
 barrierDismissible: false,
 context: context,
 builder: (BuildContext context) {
 return AlertDialog(
 content: Text("你已成功挑戰(zhàn)10關(guān)，我看你骨骼驚奇，適合玩迷宮（狗頭"),
 actions: <Widget>[
  new FlatButton(
  child: new Text('繼續(xù)挑戰(zhàn)第10關(guān)(新地圖)', style: TextStyle(fontSize: 16)),
  onPressed: () {
  setState(() {
  _model.playerX = _model.getStartX();
  _model.playerY = _model.getStartY();
  });
  //重新初始化數(shù)據(jù)
  _model = new MazeGameModel(rowSum, columnSum);
  //生成迷宮和設(shè)置倒計(jì)時
  _doGenerator(_model.getStartX(), _model.getStartY() + 1);
  _setSurplusTime(level);
  Navigator.of(context).pop();
  },
  )
 ],
 );
 });
 }
 //如果當(dāng)前關(guān)不是第10關(guān)
 else {
 showDialog(
 barrierDismissible: false,
 context: context,
 builder: (BuildContext context) {
 return AlertDialog(
 content: Text("恭喜闖關(guān)成功"),
 actions: <Widget>[
  new FlatButton(
  child: new Text('挑戰(zhàn)下一關(guān)', style: TextStyle(fontSize: 16)),
  onPressed: () {
  setState(() {
  //關(guān)卡數(shù)+1，玩家角色回到起點(diǎn)
  level++;
  _model.playerX = _model.getStartX();
  _model.playerY = _model.getStartY();
  });
  //重新初始化數(shù)據(jù)
  _model = new MazeGameModel(rowSum = rowSum + 4, columnSum = columnSum + 4);
  //生成迷宮和設(shè)置倒計(jì)時
  _doGenerator(_model.getStartX(), _model.getStartY() + 1);
  _setSurplusTime(level);
  Navigator.of(context).pop();
  },
  )
 ],
 );
 });
 }
 }

注：其他與控制邏輯相關(guān)的方法不在此文中詳細(xì)介紹，有興趣的朋友可以到完整項(xiàng)目源碼地址中瀏覽。

總結(jié)

到此這篇關(guān)于Flutter隨機(jī)迷宮生成和解迷宮小游戲功能的源碼的文章就介紹到這了,更多相關(guān)Flutter迷宮小游戲內(nèi)容請搜索腳本之家以前的文章或繼續(xù)瀏覽下面的相關(guān)文章希望大家以后多多支持腳本之家！

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