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Scratch第五十三講:自動生成迷宮
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翻一下CC哥做的教學帖子,應該是自動走迷宮這個帖子最受歡迎。不過這個游戲里的迷宮是CC哥在網上下的。當時就想應該自己做個自動生成迷宮的程序,只是一直沒動手,這星期終于把這個程序給做出來了,分享給大家。下一講我們再做如何用新的算法自動走迷宮。
是不是很沒有動畫效果,CC哥特意在做的時候把刷屏給關了,所以看著就是秒成地圖了。
紅色的方塊表示起點。終點我們可以假設在右下角。
自動畫迷宮最關鍵的就是算法,CC哥用的是Prim算法做的迷宮算法,這種算法畫出來的迷宮更適合游戲使用。
在這個游戲里我們把綠色當成路,把淺紅色當成墻。也就是一個角色的兩種造型。我還是喜歡用克隆做,而不是用畫圖的形式去做。其實區別不大,因為所有的計算都是通過算法完成的,角色之間沒什么互動,我們可以根據算法計算出來的迷宮結果,用克隆去畫這個迷宮,也可以用圖章去畫。每個人習慣不同。
讓我們看看程序怎么做的吧:
生成一個只有墻的迷宮
這個簡單,代碼也不用講了,大家把位置和坐標只要確定好,畫得漂亮一些就行。在克隆的時候要注意,我引入了一個編號的私有變量,也就是要標明每一個克隆體的編號。確保后面的行動能找到對應的克隆體。我之所以用自定義命令去生成方陣,主要的目的還是不想有刷屏效果,這樣方陣可以秒成。這個技巧前面的帖子里反復都講過,就不重復了。
另外我還引入了一個列表,標明每一個克隆體的狀態,是墻還是路,列表的順序號對應的就是克隆體的編號,列表的內容對應的是墻還是路,墻為零,路為1。
全部都是墻,所以都是零。
迷宮生成算法
下面就是本次講座的關鍵部分,就是迷宮的算法。CC哥另外導入一個角色,用來做算法的程序,沒有放到迷宮方塊的角色里。
算法概述:
1.建立兩個數組,一個是用于存儲地圖的二維數組α,另一個是用于存儲待處理的墻的數組β。
2.將α的所有方格全部初始化為墻。
????? 3.選定起點,并將該位置的墻變為路,將其四周的四塊置入β數組中(出界的直接篩掉,就不說了)。
4.當β數組不為空時,循環以下步驟
1)從β數組中隨機選擇一塊,暫且叫他A。
2)遍歷該方塊四周,并選定其中的某一塊為路的方塊,暫且叫他B。
3)判斷相對于A,在B的對側的方塊C是否為墻(假如B在A左側,就判定A右邊的方塊;B在A上方,就判定A下方的方塊;以此類推……),若為墻,則:
????????①將A、C均置為路。
????????②將C周圍是墻的所有方塊,均置入β數組中。
?4)將A從β數組中去掉。
這段算法就是迷宮的生成算法,CC哥從網上找的,下面我們看看Scratch怎么做:
1和2步剛才基本上已經做了,我們設置了一個列表,用來存儲迷宮地圖上所有的方塊,另外我也把這個列表里的每一個變量設置成零,代表全部初始化成墻。同時另外再建臨時待處理的墻的列表。
所以關鍵是第三步和第四步:
第三步:選定起點,起點我們定為第一個方塊,然后把周邊的方塊放到待處理的墻列表中。
這里面有一個自定義的命令,“返回周邊情況”,這個命令是用來檢測指定的方塊周邊的路和墻的狀況。會將周邊的墻和路分別放到兩個臨時的列表中:“周邊墻”和“周邊路”這兩個列表。
我們把第一個方塊進行檢測,然后把返回都周邊墻的數據填入到待處理墻列表中。
(這個返回周邊情況的代碼有點長,主要是要測試上下左右的四個方塊是路還是墻,同時還要對方塊的位置進行判斷,處理好當方塊位于邊界的情況。代碼并不復雜,就是找到四邊的方塊的編號,然后去全路徑狀態列表里讀取這個方塊是墻還是路,分別放到不同的列表里。)
第四步:
接下來就是做算法中的第四步,也是關鍵的一步:
為了跟算法描述對應,我也用了ABC三個變量來對應算法描述,方便大家閱讀代碼。
1:先從待處理的墻列表中隨機抽取一個數據,也就是隨機選一個方塊A。
2:對這個方塊的四周進行檢測,返回這個方塊周邊為路的列表。
3:從方塊A周邊路的列表中隨機選擇一個路的方塊定義為B。
4:然后根據算法描述,找到C的位置,判斷C是否為墻,如果為墻,就把他四周的所有的墻都放到待處理的墻列表中去,同時把A和C都設置成路。如果不是就什么也不做。
為了找C的位置,我單獨做了一條命令,代碼有點長,其實就是判斷A和B的位置的特殊情況,比如B在A的左邊,而又A在最后面一列,那就沒有C了。
(有點長就不全部截屏了)
找到C的位置后,我又做了一條自定義的命令來處理剩下的操作。
5:處理完了C,然后就把A從待處理列表中刪除掉。
重復這5步過程,直到待處理的列表中沒有數據,那么迷宮就生成完畢了。
通過迷宮算法,最后的全路徑狀態列表中就有了整個迷宮的數據,每一個方塊應該是路還是墻都清清楚楚。隨后,我們只需要發一條消息刷新一下克隆體的狀態,讓克隆體的造型跟我們的迷宮列表一一對應就好了。
(當然,這部分代碼是在迷宮方塊的角色里,用消息來控制克隆體真是一個方便的方法。)
今天的程序相對來說不復雜,關鍵是讓大家知道有這么一套自動生成迷宮的算法,用這個方法可以自由的生成各種難度的迷宮,是不是很有意思。
輸入標題
上次做自動走迷宮其實沒什么算法,就是一直沿著左邊走的瞎子走法,CC哥一直想做睜著眼睛的走法,也就是用算法來盡量很快的走出迷宮。那么下一講CC哥就跟大家試試用遞歸回溯的方法來快速睜著眼睛走出迷宮。
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