软件实习实验三基于A*算法迷宫游戏开发
作者：互联网
实验日志12.13
物联网一班-李林青-182210713120
源代码在Github：
实验任务
（1）迷宫游戏是非常经典的游戏，在该题中要求随机生成一个迷宫，并求解迷宫；
（2）要求游戏支持玩家走迷宫，和系统走迷宫路径两种模式。玩家走迷宫，通过键盘方向键控制，并在行走路径上留下痕迹；
（3）系统走迷宫路径要求基于A*算法实现，输出走迷宫的最优路径并显示。
（4）设计交互友好的游戏图形界面。
作品展示
进入游戏前的界面
按键查看
开始游戏（其中红色线为正确到达终点的路线）
实验准备
1.具体编程语言
JAVA
2.确定所用图形界面
Java Swing
3.算法思想
递归分割法来随机生成迷宫，A*算法来自动寻路
设计思路
（1）如何生成迷宫
1.利用Java Swing的相关函数，进行实线的绘画，以线为墙，实心圆为角色，空白部分为路来画迷宫。
2.递归分割法的思想： ①开始创建迷宫，使整个空间没有壁，我们称之为“室”。②在随机位置生成壁将室分割为两个子室，并在壁上随机开孔，使子室联通。 ③重复步骤②，直到所有子室全部不可分割（即子室某一个维度等于1）。
（2）控制角色移动
利用Java函数addKeyListener来监听按键↑↓←→的输入，只有当角色周围是路上，才能移动。当角色到达终点时就宣布游戏结束。
（3）基于A*算法的自动寻路
A*算法的主要思想为：①先判断目标能移动一格的位置，如果只能移动到之前的位置执行④。②然后再将每一个与终点的距离进行比较。③移动到距离最近的那一格上，重复①~③。④返回上一步的位置。
代码
迷宫类 ，用来调用相关函数。
public class Maze extends JPanel {
private int NUM, width, padding;// width 每个格子的宽度和高度
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);
}
//重新绘图
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 !", "你走出了迷宫。",
JOptionPane.PLAIN_MESSAGE);//弹出对话框，结束游戏
init();//重新绘图
}
}
move函数，用于控制角色的移动。
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;
}
}
setKeyListener函数，读取键盘的输入。
private void setKeyListener() {
this.addKeyListener(new KeyAdapter() {
public void keyPressed(KeyEvent e) {
int c = e.getKeyCode();
move(c);
repaint();
checkIsWin();
}
});
}
createMaze函数用与创建迷宫。
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);
//若s不为空执行
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);
}
}
}
paintComponent和drawPath函数用来画边框和角色，其中drawLine是Java自带的画线函数。
//画边框
protected void paintComponent(Graphics g) {
super.paintComponent(g);
JPanel panel = new JPanel();
JLabel label = new JLabel();
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.BLACK);
g.fillOval(getCenterX(ballY) - width / 3, getCenterY(ballX) - width / 3,
width / 2, width / 2);
if (drawPath == true)
drawPath(g);
}
//画球
private void drawPath(Graphics g) {
Color PATH_COLOR = Color.red, BOTH_PATH_COLOR = Color.CYAN;
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();
}
}
标签：int,迷宫,getFather,padding,width,算法,NUM,实习,maze 来源： https://blog.csdn.net/LLQ_007/article/details/111486503