Python實現(xiàn)迷宮生成器的詳細代碼
更新時間：2022年07月08日 17:11:01 作者：GodForever
這篇文章主要介紹了Python實現(xiàn)迷宮生成器的詳細代碼，本文給大家介紹的非常詳細，對大家的學習或工作具有一定的參考借鑒價值,需要的朋友可以參考下
作為一項古老的智力游戲，千百年來迷宮都散發(fā)著迷人的魅力。但是，手工設(shè)計迷宮費時又耗（腦）力，于是，我們有必要制作一個程序：迷宮生成器……
好吧，我編不下去了。但是，從上面的文字中，我們可以看出，我們此次的主題是：用Python實現(xiàn)一個迷宮生成器。
首先展示一下效果圖：
我們先分析一下所需的庫：
既然是生成器，每次生成的迷宮一模一樣顯然是說不過去的。因此，我們不可避免地要使用隨機數(shù)（Random庫）。迷宮一定是要繪制的，所以需要有一個GUI庫或繪圖庫，這里我使用Pygame（Tkinter或Turtle其實都可以做到，但畢竟Pygame比較順手）。與Pygame搭配，Sys似乎也是需要的（用于退出程序，但其實不使用似乎也無傷大雅）。然后是Tkinter.filedialog，主要用于詢問保存路徑（生成的迷宮總得保存吧）。當然，用Time加一個計時器似乎是錦上添花。
于是，就有：
#coding:utf-8
import contextlib
with contextlib.redirect_stdout(None):
import pygame
import random
import sys
import time
from tkinter.filedialog import *這里要說明的是，由于導入Pygame時會輸出版本信息等很多內(nèi)容（這很影響美感），我們需要使用Contextlib阻止它輸出。
接下來，我們需要詢問一些參數(shù)：
a=int(input("列數(shù)："))
b=int(input("行數(shù)："))
l=int(input("大?。?))
saveit=input("是否保存：")然后，就要運行生成迷宮的程序了。同時，我們有必要計錄一下時間（相當于開啟計時器）：
print("生成中...")
e = time.time()然后就是正式生成迷宮。在介紹這部分代碼之前，我們需要了解一下算法：
第一步，生成一個由迷宮單元（白格）和墻（黑格）組成的網(wǎng)格。一行中迷宮單元的數(shù)量為迷宮的列數(shù)，一列找迷宮單元的數(shù)量為迷宮的行數(shù)。令左上角的迷宮單元為起點，右下角的迷宮單元為終點，打破起點左邊與終點右邊的墻，如圖所示：
第二步，訪問各迷宮單元。將起點標記為當前迷宮單元，當存在未被訪問的迷宮單元（凡是曾經(jīng)成為過當前迷宮單元的迷宮單元，都視為已訪問）時，重復執(zhí)行：
- 將周圍的未被訪問的迷宮單元加入表格；
- 如果表格中有迷宮單元：
- 將當前迷宮單元入棧（可以理解為將其加入一個叫做棧的表格）；
- 從表格中隨機選擇一個迷宮單元；
- 打破當前迷宮單元與選擇的迷宮單元之間的墻；
- 將選擇的迷宮單元標記為當前迷宮單元；
- 如果表格中沒有迷宮單元：
- 棧頂迷宮單元出棧（可以理解為將棧中的最后一個元素獲取并刪除）；
- 將出棧的迷宮單元設(shè)為當前迷宮單元；
在循環(huán)結(jié)束以后，就會出現(xiàn)像文章開頭效果圖一樣的結(jié)果。
接下來，我們就要將文字化的算法轉(zhuǎn)化為Python的代碼。
首先，程序是不認識圖片的，它認識的是數(shù)據(jù)。所以我們需要設(shè)置一個二維列表，以此來用一串數(shù)據(jù)表示當前的圖像。當然，我們可以順便將第一步的設(shè)置一起完成：
alist = []
aa=0
need=[]
for j in range(2*a+1):
if aa==0:
aa = 1
alistone = []
for i in range(2*b+1):
alistone.append(1)
alist.append(alistone)
else:
aa=0
alistone = []
bb=0
for i in range(2*b+1):
if bb==0:
bb=1
alistone.append(1)
else:
bb = 0
need.append((j,i))
alistone.append(0)
alist.append(alistone)
alist[0][1]=0
alist[-1][-2]=0可以看到，除此以外我們還建立了一個列表need，里面存儲了所有的迷宮單元。它的作用就是判斷迷宮單元是否被訪問，每次訪問都會將迷宮單元從表格中刪除，當表格中沒有迷宮單元時，就說明所有迷宮單元都被訪問了。
x=1
y=1
need.remove((1, 1))
listing=[]
while len(need)>0:
aroundit=[]
try:
if x-2<0:
print(1+"1")
alist[x-2][y]=0
if (x-2,y) in need:
aroundit.append("alist[x-1][y],x=(0,x-2)")
except:
while False:
print()
try:
alist[x+2][y]=0
if (x+2,y) in need:
aroundit.append("alist[x+1][y],x=(0,x+2)")
except:
while False:
print()
try:
alist[x][y+2]=0
if (x,y+2) in need:
aroundit.append("alist[x][y+1],y=(0,y+2)")
except:
while False:
print()
try:
if y-2<0:
print(1+"1")
alist[x][y-2]=0
if (x,y-2) in need:
aroundit.append("alist[x][y-1],y=(0,y-2)")
except:
while False:
print()
if len(aroundit)>0:
listing.append((x,y))
exec(random.choice(aroundit))
need.remove((x, y))
else:
x,y=listing[-1]
listing.pop()而這些內(nèi)容，就是第二步。其算法我已經(jīng)解釋過，唯一一個微小的不同是，在此處我們并沒有在列表中加入相鄰迷宮單元的坐標，而是將其對應的破墻和標記為當前迷宮單元的代碼以字符串的形式存儲在表格中，并在隨機選擇出某個迷宮單元所對應的字符串后，使用exec將其轉(zhuǎn)換為代碼并運行（這可以節(jié)省一些代碼）。
print("完成！用時{}秒".format(time.time()-e))打印完生成迷宮的用時后，我們需要將表格中的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為圖像了。當然，在此之前，我們要先確定圖片保存的位置。
if saveit=="1":
ccc = askdirectory()
h=""
bbbbb=1
while True:
try:
open("{}/{}×{}迷宮{}.png".format(ccc,a,b,h),"r")
h="({})".format(bbbbb)
except:
break
bbbbb+=1由于使用時有可能選擇不保存圖片，因此要先判斷你的選擇是保存還是不保存。這里字符“1”表示保存（輸入其他，自然就是不保存了）。然后我們需要讓你選擇保存路徑（askdirectory()詢問的是文件路徑，不需要選擇文件名）。然后，我們要確定文件名稱：“a×b迷宮.png”。這里需要判斷指定路徑是否存在此名稱的文件，如果存在，則我們需要在后面加上序號?？偠灾ㄟ^這串代碼，我們已經(jīng)將迷宮的路徑+文件名確定了。
pygame.init()
icon=pygame.image.load("迷宮.png")
pygame.display.set_icon(icon)
screen=pygame.display.Info()
screen = pygame.display.set_mode((l*(2*a+1),l*(2*b+1)))
pygame.display.set_caption('迷宮')
screen.fill("white")
c = pygame.Surface((l, l), flags=pygame.HWSURFACE)
c.fill(color='white')
d = pygame.Surface((l, l), flags=pygame.HWSURFACE)
d.fill(color='black')
for i in range(2*a+1):
for j in range(2*b+1):
if alist[i][j]==0:
screen.blit(c, (i*l, j*l))
elif alist[i][j]==1:
screen.blit(d, (i*l, j*l))
pygame.display.flip()
if saveit=="1":
pygame.image.save(screen, "{}/{}×{}迷宮{}.png".format(ccc, a, b, h))
while True:
for event in pygame.event.get():
if event.type == pygame.QUIT:
pygame.quit()
sys.exit()代碼中使用的圖片“迷宮.png”（名稱不太對，下載以后要重新命名一下）：
這里主要是Pygame的基本設(shè)置，并將表格內(nèi)容圖像化。每一個數(shù)字代表一個方塊，而數(shù)字的值則決定了方塊的顏色，數(shù)字在表格中的位置決定了方塊的位置。就這樣，我們呢將表格完全轉(zhuǎn)化成了圖像。當然，我們還需要用pygame.image.save()函數(shù)將圖像保存為圖片文件。
這樣，這個生成器似乎完成了。
它運行良好，但當迷宮比較復雜時，暴露出一個問題（下圖是100×100的迷宮）：
由于正確路徑過于曲折，在復雜度較高時，這個迷宮的難度會變得極高！
難度高，在某方面上講，的確是好事。但當你向你的朋友們展示這個迷宮時，如果你自己也無法得出正確的路徑，這不是很掃興嗎？
因此，一個尋路算法變得非常有必要。
尋路算法的大體思路：
在生成的迷宮中，白格為路，黑格為墻。將起點設(shè)置為當前位置，重復執(zhí)行直到終點成為當前位置：
- 將當前位置標記為正確路徑；
- 將周圍未標記的路加入一個表格；
- 如果表格不空：
- 將當前位置入棧；
- 從表格中隨機選擇一條路，并將其設(shè)為當前位置；
- 如果表格是空的：
- 棧頂?shù)穆烦鰲＃?/li>
- 將其設(shè)為當前位置；
通過這個算法，我們可以試出正確的路徑（如圖）：
代碼的實現(xiàn)：
x2=0
y2=1
listing2=[]
while not(alist[-1][-2]==2):
alist[x2][y2]=3
around2=[]
try:
if x2-1<0:
print(1+"1")
if alist[x2-1][y2]==0:
around2.append("x2=x2-1")
except:
while False:
print()
try:
if alist[x2+1][y2]==0:
around2.append("x2=x2+1")
except:
while False:
print()
try:
if alist[x2][y2+1]==0:
around2.append("y2=y2+1")
except:
while False:
print()
try:
if y2-1<0:
print(1+"1")
if alist[x2][y2-1]==0:
around2.append("y2=y2-1")
except:
while False:
print()
if len(around2)>0:
listing2.append((x2,y2))
exec(random.choice(around2))
else:
alist[x2][y2]=2
x2,y2=listing2[-1]
listing2.pop()
alist[-1][-2]=3
for i in range(len(alist)):
for j in range(len(alist[0])):
if alist[i][j]==2:
alist[i][j]=0同時，圖像繪制的過程也要作出一些改動，以顯示正確路徑：
if saveit=="1":
ccc = askdirectory()
h=""
bbbbb=1
while True:
try:
open("{}/{}×{}迷宮{}.png".format(ccc,a,b,h),"r")
open("{}/{}×{}迷宮（正確線路）{}.png".format(ccc,a,b,h),"r")
h="({})".format(bbbbb)
except:
break
bbbbb+=1
pygame.init()
icon=pygame.image.load("迷宮.png")
pygame.display.set_icon(icon)
screen=pygame.display.Info()
screen = pygame.display.set_mode((l*(2*a+1),l*(2*b+1)))
pygame.display.set_caption('迷宮')
screen.fill("white")
if saveit=="1":
c = pygame.Surface((l, l), flags=pygame.HWSURFACE)
c.fill(color='white')
d = pygame.Surface((l, l), flags=pygame.HWSURFACE)
d.fill(color='black')
f = pygame.Surface((l, l), flags=pygame.HWSURFACE)
f.fill(color='white')
for i in range(2 * a + 1):
for j in range(2 * b + 1):
if alist[i][j] == 0:
screen.blit(c, (i * l, j * l))
elif alist[i][j] == 1:
screen.blit(d, (i * l, j * l))
else:
screen.blit(f, (i * l, j * l))
pygame.image.save(screen, "{}/{}×{}迷宮{}.png".format(ccc, a, b, h))
c = pygame.Surface((l, l), flags=pygame.HWSURFACE)
c.fill(color='white')
d = pygame.Surface((l, l), flags=pygame.HWSURFACE)
d.fill(color='black')
f = pygame.Surface((l, l), flags=pygame.HWSURFACE)
f.fill(color='red')
for i in range(2 * a + 1):
for j in range(2 * b + 1):
if alist[i][j] == 0:
screen.blit(c, (i * l, j * l))
elif alist[i][j] == 1:
screen.blit(d, (i * l, j * l))
else:
screen.blit(f, (i * l, j * l))
pygame.image.save(screen, "{}/{}×{}迷宮（正確線路）{}.png".format(ccc, a, b, h))
c = pygame.Surface((l, l), flags=pygame.HWSURFACE)
c.fill(color='white')
d = pygame.Surface((l, l), flags=pygame.HWSURFACE)
d.fill(color='black')
f = pygame.Surface((l, l), flags=pygame.HWSURFACE)
f.fill(color='white')
for i in range(2*a+1):
for j in range(2*b+1):
if alist[i][j]==0:
screen.blit(c, (i*l, j*l))
elif alist[i][j]==1:
screen.blit(d, (i*l, j*l))
else:
screen.blit(f,(i*l, j*l))
pygame.display.flip()
aaaaaaa = 0
while True:
for event in pygame.event.get():
if event.type == pygame.QUIT:
pygame.quit()
sys.exit()
if event.type == pygame.MOUSEBUTTONDOWN:
if aaaaaaa == 1:
aaaaaaa = 0
c = pygame.Surface((l, l), flags=pygame.HWSURFACE)
c.fill(color='white')
d = pygame.Surface((l, l), flags=pygame.HWSURFACE)
d.fill(color='black')
f = pygame.Surface((l, l), flags=pygame.HWSURFACE)
f.fill(color='white')
for i in range(2 * a + 1):
for j in range(2 * b + 1):
if alist[i][j] == 0:
screen.blit(c, (i * l, j * l))
elif alist[i][j] == 1:
screen.blit(d, (i * l, j * l))
else:
screen.blit(f, (i * l, j * l))
pygame.display.flip()
else:
aaaaaaa = 1
c = pygame.Surface((l, l), flags=pygame.HWSURFACE)
c.fill(color='white')
d = pygame.Surface((l, l), flags=pygame.HWSURFACE)
d.fill(color='black')
f = pygame.Surface((l, l), flags=pygame.HWSURFACE)
f.fill(color='red')
for i in range(2 * a + 1):
for j in range(2 * b + 1):
if alist[i][j] == 0:
screen.blit(c, (i * l, j * l))
elif alist[i][j] == 1:
screen.blit(d, (i * l, j * l))
else:
screen.blit(f, (i * l, j * l))
pygame.display.flip()通過這些改動，顯示正確路徑的效果就實現(xiàn)了。生成完成以后，窗口上顯示的是沒有正確路徑的迷宮，而點擊窗口后，正確的路徑就會顯示（再次點擊隱藏）。
剛剛那張100×100的迷宮，其正確路徑是：
可以看出，本文中所用的算法生成的迷宮，其正確路徑還是非常曲折的（難度很高）。你何不將其發(fā)給你的朋友，讓其破解一下呢？
完整的代碼：
#coding:utf-8
import contextlib
with contextlib.redirect_stdout(None):
import pygame
import random
import sys
import time
from tkinter.filedialog import *
a=int(input("列數(shù)："))
b=int(input("行數(shù)："))
l=int(input("大?。?))
saveit=input("是否保存：")
print("生成中...")
e = time.time()
alist = []
aa=0
need=[]
for j in range(2*a+1):
if aa==0:
aa = 1
alistone = []
for i in range(2*b+1):
alistone.append(1)
alist.append(alistone)
else:
aa=0
alistone = []
bb=0
for i in range(2*b+1):
if bb==0:
bb=1
alistone.append(1)
else:
bb = 0
need.append((j,i))
alistone.append(0)
alist.append(alistone)
alist[0][1]=0
alist[-1][-2]=0
x=1
y=1
need.remove((1, 1))
listing=[]
while len(need)>0:
aroundit=[]
try:
if x-2<0:
print(1+"1")
alist[x-2][y]=0
if (x-2,y) in need:
aroundit.append("alist[x-1][y],x=(0,x-2)")
except:
while False:
print()
try:
alist[x+2][y]=0
if (x+2,y) in need:
aroundit.append("alist[x+1][y],x=(0,x+2)")
except:
while False:
print()
try:
alist[x][y+2]=0
if (x,y+2) in need:
aroundit.append("alist[x][y+1],y=(0,y+2)")
except:
while False:
print()
try:
if y-2<0:
print(1+"1")
alist[x][y-2]=0
if (x,y-2) in need:
aroundit.append("alist[x][y-1],y=(0,y-2)")
except:
while False:
print()
if len(aroundit)>0:
listing.append((x,y))
exec(random.choice(aroundit))
need.remove((x, y))
else:
x,y=listing[-1]
listing.pop()
x2=0
y2=1
listing2=[]
while not(alist[-1][-2]==2):
alist[x2][y2]=3
around2=[]
try:
if x2-1<0:
print(1+"1")
if alist[x2-1][y2]==0:
around2.append("x2=x2-1")
except:
while False:
print()
try:
if alist[x2+1][y2]==0:
around2.append("x2=x2+1")
except:
while False:
print()
try:
if alist[x2][y2+1]==0:
around2.append("y2=y2+1")
except:
while False:
print()
try:
if y2-1<0:
print(1+"1")
if alist[x2][y2-1]==0:
around2.append("y2=y2-1")
except:
while False:
print()
if len(around2)>0:
listing2.append((x2,y2))
exec(random.choice(around2))
else:
alist[x2][y2]=2
x2,y2=listing2[-1]
listing2.pop()
alist[-1][-2]=3
for i in range(len(alist)):
for j in range(len(alist[0])):
if alist[i][j]==2:
alist[i][j]=0
print("完成！用時{}秒".format(time.time()-e))
if saveit=="1":
ccc = askdirectory()
h=""
bbbbb=1
while True:
try:
open("{}/{}×{}迷宮{}.png".format(ccc,a,b,h),"r")
open("{}/{}×{}迷宮（正確線路）{}.png".format(ccc,a,b,h),"r")
h="({})".format(bbbbb)
except:
break
bbbbb+=1
pygame.init()
icon=pygame.image.load("迷宮.png")
pygame.display.set_icon(icon)
screen=pygame.display.Info()
screen = pygame.display.set_mode((l*(2*a+1),l*(2*b+1)))
pygame.display.set_caption('迷宮')
screen.fill("white")
if saveit=="1":
c = pygame.Surface((l, l), flags=pygame.HWSURFACE)
c.fill(color='white')
d = pygame.Surface((l, l), flags=pygame.HWSURFACE)
d.fill(color='black')
f = pygame.Surface((l, l), flags=pygame.HWSURFACE)
f.fill(color='white')
for i in range(2 * a + 1):
for j in range(2 * b + 1):
if alist[i][j] == 0:
screen.blit(c, (i * l, j * l))
elif alist[i][j] == 1:
screen.blit(d, (i * l, j * l))
else:
screen.blit(f, (i * l, j * l))
pygame.image.save(screen, "{}/{}×{}迷宮{}.png".format(ccc, a, b, h))
c = pygame.Surface((l, l), flags=pygame.HWSURFACE)
c.fill(color='white')
d = pygame.Surface((l, l), flags=pygame.HWSURFACE)
d.fill(color='black')
f = pygame.Surface((l, l), flags=pygame.HWSURFACE)
f.fill(color='red')
for i in range(2 * a + 1):
for j in range(2 * b + 1):
if alist[i][j] == 0:
screen.blit(c, (i * l, j * l))
elif alist[i][j] == 1:
screen.blit(d, (i * l, j * l))
else:
screen.blit(f, (i * l, j * l))
pygame.image.save(screen, "{}/{}×{}迷宮（正確線路）{}.png".format(ccc, a, b, h))
c = pygame.Surface((l, l), flags=pygame.HWSURFACE)
c.fill(color='white')
d = pygame.Surface((l, l), flags=pygame.HWSURFACE)
d.fill(color='black')
f = pygame.Surface((l, l), flags=pygame.HWSURFACE)
f.fill(color='white')
for i in range(2*a+1):
for j in range(2*b+1):
if alist[i][j]==0:
screen.blit(c, (i*l, j*l))
elif alist[i][j]==1:
screen.blit(d, (i*l, j*l))
else:
screen.blit(f,(i*l, j*l))
pygame.display.flip()
aaaaaaa = 0
while True:
for event in pygame.event.get():
if event.type == pygame.QUIT:
pygame.quit()
sys.exit()
if event.type == pygame.MOUSEBUTTONDOWN:
if aaaaaaa == 1:
aaaaaaa = 0
c = pygame.Surface((l, l), flags=pygame.HWSURFACE)
c.fill(color='white')
d = pygame.Surface((l, l), flags=pygame.HWSURFACE)
d.fill(color='black')
f = pygame.Surface((l, l), flags=pygame.HWSURFACE)
f.fill(color='white')
for i in range(2 * a + 1):
for j in range(2 * b + 1):
if alist[i][j] == 0:
screen.blit(c, (i * l, j * l))
elif alist[i][j] == 1:
screen.blit(d, (i * l, j * l))
else:
screen.blit(f, (i * l, j * l))
pygame.display.flip()
else:
aaaaaaa = 1
c = pygame.Surface((l, l), flags=pygame.HWSURFACE)
c.fill(color='white')
d = pygame.Surface((l, l), flags=pygame.HWSURFACE)
d.fill(color='black')
f = pygame.Surface((l, l), flags=pygame.HWSURFACE)
f.fill(color='red')
for i in range(2 * a + 1):
for j in range(2 * b + 1):
if alist[i][j] == 0:
screen.blit(c, (i * l, j * l))
elif alist[i][j] == 1:
screen.blit(d, (i * l, j * l))
else:
screen.blit(f, (i * l, j * l))
pygame.display.flip()代碼的結(jié)束，對于程序也許僅僅只是開始；學習的暫時告一段落，從不影響生活的繼續(xù)。生命無止境，貴在一顆永遠向上的心。
到此這篇關(guān)于Python迷宮生成器的文章就介紹到這了,更多相關(guān)Python迷宮生成器內(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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