Java編寫(xiě)迷宮小游戲
緣起：
去年（大三上學(xué)期）比較喜歡寫(xiě)小游戲，于是想試著寫(xiě)個(gè)迷宮試一下。
程序效果：
按下空格顯示路徑：
思考過(guò)程：
迷宮由一個(gè)一個(gè)格子組成，要求從入口到出口只有一條路徑.
想了一下各種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，似乎樹(shù)是比較合適的，從根節(jié)點(diǎn)到每一個(gè)子節(jié)點(diǎn)都只有一條路徑。假設(shè)入口是根節(jié)點(diǎn)，出口是樹(shù)中某個(gè)子節(jié)點(diǎn)，那么，從根節(jié)點(diǎn)到該子節(jié)點(diǎn)的路徑肯定是唯一的。
所以如果能構(gòu)造一棵樹(shù)把所有的格子都覆蓋到，也就能夠做出一個(gè)迷宮了。
另外還要求樹(shù)的父節(jié)點(diǎn)和子節(jié)點(diǎn)必須是界面上相鄰的格子。
在界面顯示時(shí)，父節(jié)點(diǎn)和子節(jié)點(diǎn)之間共用的邊不畫(huà)，其他的邊都畫(huà)出來(lái)，就能畫(huà)出一個(gè)迷宮。
之后就是想一下該怎么實(shí)現(xiàn)這樣一棵樹(shù)。
首要的兩個(gè)問(wèn)題：
1、樹(shù)怎么表示？
2、怎么構(gòu)造這棵樹(shù)？
1.樹(shù)怎么表示？
假設(shè)像寫(xiě)二叉樹(shù)一樣實(shí)現(xiàn)這棵樹(shù)，那么每個(gè)樹(shù)節(jié)點(diǎn)里就要存儲(chǔ)一個(gè)坐標(biāo)（X,Y）表示一個(gè)格子，另外還要存儲(chǔ)四個(gè)指針。指針中有的為空，有的不為空，不為空的指針指向子節(jié)點(diǎn)，子節(jié)點(diǎn)保存鄰居格子的坐標(biāo)。這樣做最大的問(wèn)題是無(wú)法判定是否所有的格子都在樹(shù)中。也許還要用一個(gè)二維數(shù)組作標(biāo)志數(shù)組。
假如用二維數(shù)組表示迷宮的格子。每個(gè)數(shù)組元素存儲(chǔ)一個(gè)指向父節(jié)點(diǎn)的引用，這樣也可以形成一個(gè)虛擬的樹(shù)。于是就用一個(gè)N*N的二維數(shù)組，表示N*N個(gè)格子，每個(gè)數(shù)組元素(Lattice)中有一個(gè)指向父節(jié)點(diǎn)的引用(father)。另外，為了能方便的獲取格子的坐標(biāo)，還要保存坐標(biāo)信息。
2.怎么構(gòu)造這棵樹(shù)？
首先選定一個(gè)格子作為根節(jié)點(diǎn)。為了讓迷宮的形狀夠隨機(jī)，我選擇隨機(jī)生成一個(gè)坐標(biāo)作為根節(jié)點(diǎn)。其實(shí)，選擇確定的一個(gè)坐標(biāo)也可以。
然后，怎樣往這棵樹(shù)上增加節(jié)點(diǎn)呢？
在這里我走了不少?gòu)澛?，一開(kāi)始想的是一種現(xiàn)在看來(lái)類(lèi)似回溯的算法（當(dāng)時(shí)還不知道回溯算法。。），但是時(shí)間復(fù)雜度很高，大概當(dāng)迷宮為64*64的時(shí)候，算法就不出結(jié)果了。
然后，又使用了一種掃深度搜索也是回溯描的方法，每次掃描在當(dāng)前樹(shù)中找一個(gè)節(jié)點(diǎn)，看它的鄰居格子是否在樹(shù)中，如果還沒(méi)在樹(shù)中，就將該鄰居格子加入樹(shù)中，如果已在樹(shù)中，就看下一個(gè)鄰居格子，如果該節(jié)點(diǎn)所有鄰居格子都在樹(shù)中了，就找下一個(gè)節(jié)點(diǎn)，繼續(xù)同樣的操作。另外為了讓迷宮生成的隨機(jī)，掃描的起始位置是隨機(jī)的就可以了。但是，該方法生成的迷宮中的路徑總是不夠深，沒(méi)有我想要的曲折深入的效果。畢竟是類(lèi)似廣度搜索的方法。而且，這樣做總還像是靠蠻力，算法不夠聰明簡(jiǎn)潔。
最后，我終于想到使用深度搜索。。大概是因?yàn)閿?shù)據(jù)結(jié)構(gòu)已經(jīng)學(xué)過(guò)了一年，又沒(méi)太練，忘了不少，所以一直沒(méi)想到這個(gè)應(yīng)該第一想到的方法。。
隨機(jī)選擇一個(gè)格子作為根節(jié)點(diǎn)，從它開(kāi)始隨機(jī)地深度搜索前進(jìn)，開(kāi)出一條路來(lái)，直到無(wú)路可走了，退回一步，換另一條路，再走到無(wú)路可走，回退一步，換另一條……如此循環(huán)往復(fù)，直到完全無(wú)路可走。。。其實(shí)也還是回溯。
在程序里就是以下過(guò)程（詳見(jiàn)代碼中的createMaze()函數(shù)）：
隨機(jī)選擇一個(gè)格子作為根節(jié)點(diǎn)，將它壓進(jìn)棧里。
然后在棧不為空的時(shí)候執(zhí)行以下循環(huán)：
取出一個(gè)格子，將它的INTREE標(biāo)志設(shè)置為1，然后將它的所有不在樹(shù)中的鄰居格子壓進(jìn)棧里（順序隨機(jī)），并且讓這些鄰居格子的father指向該格子。
解決了這兩個(gè)問(wèn)題，其余的畫(huà)迷宮、顯示路徑、小球移動(dòng)也就比較簡(jiǎn)單了。
代碼
package maze;
import java.awt.Color;
import java.awt.Graphics;
import java.awt.event.KeyAdapter;
import java.awt.event.KeyEvent;
import java.util.Random;
import java.util.Stack;
import javax.swing.JFrame;
import javax.swing.JOptionPane;
import javax.swing.JPanel;
class Lattice {
static final int INTREE = 1;
static final int NOTINTREE = 0;
private int x = -1;
private int y = -1;
private int flag = NOTINTREE;
private Lattice father = null;
public Lattice(int xx, int yy) {
x = xx;
y = yy;
}
public int getX() {
return x;
}
public int getY() {
return y;
}
public int getFlag() {
return flag;
}
public Lattice getFather() {
return father;
}
public void setFather(Lattice f) {
father = f;
}
public void setFlag(int f) {
flag = f;
}
public String toString() {
return new String("(" + x + "," + y + ")\n");
}
}
public class Maze extends JPanel {
private static final long serialVersionUID = -8300339045454852626L;
private int NUM, width, padding;// width 每個(gè)格子的寬度和高度
private Lattice[][] maze;
private int ballX, ballY;
private boolean drawPath = false;
Maze(int m, int wi, int p) {
NUM = m;
width = wi;
padding = p;
maze = new Lattice[NUM][NUM];
for (int i = 0; i <= NUM - 1; i++)
for (int j = 0; j <= NUM - 1; j++)
maze[i][j] = new Lattice(i, j);
createMaze();
setKeyListener();
this.setFocusable(true);
}
private void init() {
for (int i = 0; i <= NUM - 1; i++)
for (int j = 0; j <= NUM - 1; j++) {
maze[i][j].setFather(null);
maze[i][j].setFlag(Lattice.NOTINTREE);
}
ballX = 0;
ballY = 0;
drawPath = false;
createMaze();
// setKeyListener();
this.setFocusable(true);
repaint();
}
public int getCenterX(int x) {
return padding + x * width + width / 2;
}
public int getCenterY(int y) {
return padding + y * width + width / 2;
}
public int getCenterX(Lattice p) {
return padding + p.getY() * width + width / 2;
}
public int getCenterY(Lattice p) {
return padding + p.getX() * width + width / 2;
}
private void checkIsWin() {
if (ballX == NUM - 1 && ballY == NUM - 1) {
JOptionPane.showMessageDialog(null, "YOU WIN !", "你走出了迷宮。",
JOptionPane.PLAIN_MESSAGE);
init();
}
}
synchronized private void move(int c) {
int tx = ballX, ty = ballY;
// System.out.println(c);
switch (c) {
case KeyEvent.VK_LEFT :
ty--;
break;
case KeyEvent.VK_RIGHT :
ty++;
break;
case KeyEvent.VK_UP :
tx--;
break;
case KeyEvent.VK_DOWN :
tx++;
break;
case KeyEvent.VK_SPACE :
if (drawPath == true) {
drawPath = false;
} else {
drawPath = true;
}
break;
default :
}
if (!isOutOfBorder(tx, ty)
&& (maze[tx][ty].getFather() == maze[ballX][ballY]
|| maze[ballX][ballY].getFather() == maze[tx][ty])) {
ballX = tx;
ballY = ty;
}
}
private void setKeyListener() {
this.addKeyListener(new KeyAdapter() {
public void keyPressed(KeyEvent e) {
int c = e.getKeyCode();
move(c);
repaint();
checkIsWin();
}
});
}
private boolean isOutOfBorder(Lattice p) {
return isOutOfBorder(p.getX(), p.getY());
}
private boolean isOutOfBorder(int x, int y) {
return (x > NUM - 1 || y > NUM - 1 || x < 0 || y < 0) ? true : false;
}
private Lattice[] getNeis(Lattice p) {
final int[] adds = {-1, 0, 1, 0, -1};// 順序?yàn)樯嫌蚁伦?
if (isOutOfBorder(p)) {
return null;
}
Lattice[] ps = new Lattice[4];// 順序?yàn)樯嫌蚁伦?
int xt;
int yt;
for (int i = 0; i <= 3; i++) {
xt = p.getX() + adds[i];
yt = p.getY() + adds[i + 1];
if (isOutOfBorder(xt, yt))
continue;
ps[i] = maze[xt][yt];
}
return ps;
}
private void createMaze() {
Random random = new Random();
int rx = Math.abs(random.nextInt()) % NUM;
int ry = Math.abs(random.nextInt()) % NUM;
Stack<Lattice> s = new Stack<Lattice>();
Lattice p = maze[rx][ry];
Lattice neis[] = null;
s.push(p);
while (!s.isEmpty()) {
p = s.pop();
p.setFlag(Lattice.INTREE);
neis = getNeis(p);
int ran = Math.abs(random.nextInt()) % 4;
for (int a = 0; a <= 3; a++) {
ran++;
ran %= 4;
if (neis[ran] == null || neis[ran].getFlag() == Lattice.INTREE)
continue;
s.push(neis[ran]);
neis[ran].setFather(p);
}
}
// changeFather(maze[0][0],null);
}
private void changeFather(Lattice p, Lattice f) {
if (p.getFather() == null) {
p.setFather(f);
return;
} else {
changeFather(p.getFather(), p);
}
}
private void clearFence(int i, int j, int fx, int fy, Graphics g) {
int sx = padding + ((j > fy ? j : fy) * width),
sy = padding + ((i > fx ? i : fx) * width),
dx = (i == fx ? sx : sx + width),
dy = (i == fx ? sy + width : sy);
if (sx != dx) {
sx++;
dx--;
} else {
sy++;
dy--;
}
g.drawLine(sx, sy, dx, dy);
}
protected void paintComponent(Graphics g) {
super.paintComponent(g);
for (int i = 0; i <= NUM; i++) {
g.drawLine(padding + i * width, padding, padding + i * width,
padding + NUM * width);
}
for (int j = 0; j <= NUM; j++) {
g.drawLine(padding, padding + j * width, padding + NUM * width,
padding + j * width);
}
g.setColor(this.getBackground());
for (int i = NUM - 1; i >= 0; i--) {
for (int j = NUM - 1; j >= 0; j--) {
Lattice f = maze[i][j].getFather();
if (f != null) {
int fx = f.getX(), fy = f.getY();
clearFence(i, j, fx, fy, g);
}
}
}
g.drawLine(padding, padding + 1, padding, padding + width - 1);
int last = padding + NUM * width;
g.drawLine(last, last - 1, last, last - width + 1);
g.setColor(Color.RED);
g.fillOval(getCenterX(ballY) - width / 3, getCenterY(ballX) - width / 3,
width / 2, width / 2);
if (drawPath == true)
drawPath(g);
}
private void drawPath(Graphics g) {
Color PATH_COLOR = Color.ORANGE, BOTH_PATH_COLOR = Color.PINK;
if (drawPath == true)
g.setColor(PATH_COLOR);
else
g.setColor(this.getBackground());
Lattice p = maze[NUM - 1][NUM - 1];
while (p.getFather() != null) {
p.setFlag(2);
p = p.getFather();
}
g.fillOval(getCenterX(p) - width / 3, getCenterY(p) - width / 3,
width / 2, width / 2);
p = maze[0][0];
while (p.getFather() != null) {
if (p.getFlag() == 2) {
p.setFlag(3);
g.setColor(BOTH_PATH_COLOR);
}
g.drawLine(getCenterX(p), getCenterY(p), getCenterX(p.getFather()),
getCenterY(p.getFather()));
p = p.getFather();
}
g.setColor(PATH_COLOR);
p = maze[NUM - 1][NUM - 1];
while (p.getFather() != null) {
if (p.getFlag() == 3)
break;
g.drawLine(getCenterX(p), getCenterY(p), getCenterX(p.getFather()),
getCenterY(p.getFather()));
p = p.getFather();
}
}
public static void main(String[] args) {
final int n = 30, width = 600, padding = 20, LX = 200, LY = 100;
JPanel p = new Maze(n, (width - padding - padding) / n, padding);
JFrame frame = new JFrame("MAZE(按空格鍵顯示或隱藏路徑)");
frame.getContentPane().add(p);
frame.setDefaultCloseOperation(JFrame.EXIT_ON_CLOSE);
frame.setSize(width + padding, width + padding + padding);
frame.setLocation(LX, LY);
frame.setVisible(true);
}
}
相關(guān)文章
Windows環(huán)境下重啟jar服務(wù)bat代碼的解決方案
在Windows環(huán)境下部署java的jar包,若有多個(gè)服務(wù)同時(shí)啟動(dòng),很難找到相應(yīng)服務(wù)重啟,每次都重啟全部服務(wù)很麻煩,應(yīng)用場(chǎng)景大多用于部署測(cè)試,今天給大家分享Windows環(huán)境下重啟jar服務(wù)bat代碼,感興趣的朋友一起看看吧2023-08-08
這篇文章主要介紹了Java線程池?ThreadPoolExecutor，線程池包括線程集合、阻塞隊(duì)列、拒絕策略處理器，更多相關(guān)內(nèi)容需要的朋友可以參考一下2022-07-07
利用IDEA社區(qū)版創(chuàng)建SpringBoot項(xiàng)目的詳細(xì)圖文教程
大家應(yīng)該都知道Idea社區(qū)版本,默認(rèn)是不能創(chuàng)建SpringBoot項(xiàng)目的,下面這篇文章主要給大家介紹了關(guān)于利用IDEA社區(qū)版創(chuàng)建SpringBoot項(xiàng)目的詳細(xì)圖文教程,文中通過(guò)圖文介紹的非常詳細(xì),需要的朋友可以參考下2023-04-04
idea配置多環(huán)境啟動(dòng)方式dev、test、prod
這篇文章主要介紹了idea配置多環(huán)境啟動(dòng)方式dev、test、prod,具有很好的參考價(jià)值,希望對(duì)大家有所幫助,如有錯(cuò)誤或未考慮完全的地方,望不吝賜教2023-09-09
微信公眾平臺(tái)開(kāi)發(fā)實(shí)戰(zhàn)Java版之微信獲取用戶(hù)基本信息
這篇文章主要介紹了微信公眾平臺(tái)開(kāi)發(fā)實(shí)戰(zhàn)Java版之微信獲取用戶(hù)基本信息 的相關(guān)資料,需要的朋友可以參考下2015-12-12
springboot bean掃描路徑的實(shí)現(xiàn)
這篇文章主要介紹了springboot bean掃描路徑的實(shí)現(xiàn)，具有很好的參考價(jià)值，希望對(duì)大家有所幫助。一起跟隨小編過(guò)來(lái)看看吧2021-01-01
這篇文章主要介紹了如何使用Java完成Socket通信問(wèn)題,具有很好的參考價(jià)值,希望對(duì)大家有所幫助,如有錯(cuò)誤或未考慮完全的地方,望不吝賜教2023-09-09
這篇文章主要介紹了maven的安裝配置使用詳解,本文給大家介紹的非常詳細(xì)，對(duì)大家的學(xué)習(xí)或工作具有一定的參考借鑒價(jià)值，需要的朋友可以參考下2021-01-01
MyBatis一級(jí)緩存與二級(jí)緩存原理與作用分析
mybatis-plus是一個(gè)Mybatis的增強(qiáng)工具，在Mybatis的基礎(chǔ)上只做增強(qiáng)不做改變，為簡(jiǎn)化開(kāi)發(fā)、提高效率而生，這篇文章帶你了解Mybatis的一級(jí)和二級(jí)緩存2022-12-12
這篇文章主要為大家詳細(xì)介紹了java二維碼生成的方法，具有一定的參考價(jià)值，感興趣的小伙伴們可以參考一下2017-06-06