C语言实现一个走迷宫小游戏（深度优先算法）
补充一下，先前文章末尾给出的下载链接的完整代码含有部分C++的语法（使用Dev-C++并且文件扩展名为.cpp的没有影响），如果有的朋友使用的语言标准是VC6的话可能不支持，所以在修改过后再上传一版，这次直接放在文章末尾了，复制粘贴就行，希望对您有所帮助。
接上一篇万年历博文，还是那位朋友的练习题。这次是使用C语言做一个小游戏程序，三选一（2048、8皇后和迷宫游戏），我选择的是迷宫（文章末尾有源码下载链接以及演示视频链接）。个人认为这个程序的难点在于迷宫地图的绘制，也就是怎么建立一个迷宫。如果迷宫地图是在程序里写死的，那可玩性就大大降低了。那么能不能像正常游戏一样生成一个随机地图呢？当然有！在网上查到的结果不外乎这三种：深度优先算法、prim算法和递归分割算法。这三种算法的优劣比较可前往这篇博文一探究竟：
三大迷宫生成算法 (Maze generation algorithm) -- 深度优先，随机Prim，递归分割
至于代码实现我参考的是CSDN博主 jjwwwww 的三篇迷宫算法文章的第一篇，全部文章的链接如下：
下面来看一下思路和代码：
维基百科中给出的深度优先（递归回溯）算法思路如下：
1.将起点作为当前迷宫单元并标记为已访问
2.当还存在未标记的迷宫单元，进行循环
1.如果当前迷宫单元有未被访问过的的相邻的迷宫单元
1.随机选择一个未访问的相邻迷宫单元
2.将当前迷宫单元入栈
3.移除当前迷宫单元与相邻迷宫单元的墙
4.标记相邻迷宫单元并用它作为当前迷宫单元
2.如果当前迷宫单元不存在未访问的相邻迷宫单元，并且栈不空
1.栈顶的迷宫单元出栈
2.令其成为当前迷宫单元
如果你觉得上面这个表述不太容易理解，那么来看看下面这个思路（还是上面那个博主的，也是我的代码采用的）：
- 首先假设迷宫只有一条正确的道路。
- 假设自己是一只地鼠，要在这个区域不停的挖，直到任何一块区域再挖就会挖穿了为止。
- 我们挖的道路就像树结构，树上有很多的分支，分支也有子分支，每个子分支都不能相交，相交了就说明墙被挖穿了，那么此时的迷宫就可能存在多条正确道路，这不是我想看到的。
- 那么基于唯一道路的原则，我们向某个方向挖一块新的区域时，要先判断新区域是否有挖穿的可能，如果可能挖穿要立即停止并换个方向再挖。如图：
有了思路，就有了下面的代码，创建迷宫：
1 void CreateMaze(int **maze, int x, int y) {//构建迷宫
2 maze[x][y] = ROUTE;
3 //确保四个方向随机，而不再是固定的上下左右这种排列
4 int direction[4][2] = { { 1,0 },{ -1,0 },{ 0,-1 },{ 0,1 } };
5 for (int i = 0; i < 4; i++) {
6 int r = rand() % 4;
7 int temp = direction[0][0];
8 direction[0][0] = direction[r][0];
9 direction[r][0] = temp;
10 temp = direction[0][1];
11 direction[0][1] = direction[r][1];
12 direction[r][1] = temp;
13 }
14 //向四个方向开挖
15 for (int i = 0; i < 4; i++) {
16 int dx = x;
17 int dy = y;
18 //控制挖的距离，由Rank来调整大小
19 int range = 1 + (Rank == 0 ? 0 : rand() % Rank);
20 while (range > 0) {
21 //计算出将要访问到的坐标
22 dx += direction[i][0];
23 dy += direction[i][1];
24 //排除掉回头路
25 if (maze[dx][dy] == ROUTE) {
26 break;
27 }
28 //判断是否挖穿路径
29 int count = 0;
30 for (int j = dx - 1; j < dx + 2; j++) {
31 for (int k = dy - 1; k < dy + 2; k++) {
32 //abs(j - dx) + abs(k - dy) == 1 确保只判断九宫格的四个特定位置
33 if (abs(j - dx) + abs(k - dy) == 1 && maze[j][k] == ROUTE) {
34 count++;
35 }
36 }
37 }
38 //count大于1表明墙体会被挖穿，停止
39 if (count > 1)
40 break;
41 //确保不会挖穿时，前进
42 range -= 1;
43 maze[dx][dy] = ROUTE;
44 }
45 //没有挖穿危险，以此为节点递归
46 if (range <= 0) {
47 CreateMaze(maze, dx, dy);
48 }
49 }
50 }
当然这样还不够，为了防止挖路时挖出边界，同时为了保护迷宫主体外的一圈墙体被挖穿，我们把最外层全部设为路径。此外还需要设置入口以及寻找出口，如下：
1 int init(int** Maze) {//初始化迷宫
2 //最外围层设为路径的原因，为了防止挖路时挖出边界，同时为了保护迷宫主体外的一圈墙体被挖穿
3 for (int i = 0; i < L; i++) {
4 Maze[i][0] = ROUTE;
5 Maze[0][i] = ROUTE;
6 Maze[i][L - 1] = ROUTE;
7 Maze[L - 1][i] = ROUTE;
8 }
9 //创造迷宫，（2，2）为起点
10 CreateMaze(Maze, 2, 2);
11 //画迷宫的入口和出口，给出玩家初始位置
12 Maze[2][1] = PLAYER;
13 //由于算法随机性，出口有一定概率不在（L-3,L-2）处，此时需要寻找出口
14 for (int i = L - 3; i >= 0; i--) {
15 if (Maze[i][L - 3] == ROUTE) {
16 Maze[i][L - 2] = ROUTE;
17 //返回出口所在的纵坐标
18 return i;
19 }
20 }
21 }
至此，我们已经能够生成一幅迷宫地图了，下面用函数把它展示出来：
1 void print(int** Maze) {//画迷宫
2 for (int i = 0; i < L; i++) {
3 for (int j = 0; j < L; j++) {
4 if (Maze[i][j] == ROUTE)
5 printf(" ");//表示道路
6 else if(Maze[i][j] == WALL)
7 printf("回");//表示墙体
8 else
9 printf("十");//表示玩家
10 }
11 printf("\n");
12 }
13 }
实际绘制效果如下：
至此我们已经完成80%的工作了，如何互动起来就看我们的输入了。我的想法是利用w,s,a,d四个键作为控制键控制角色 “十” 上下左右移动，当移动到出口处游戏结束。把这个想法转换为代码如下：
1 void start() { //开始一局游戏
2 char t;
3 //y,x表示角色横纵坐标, out表示出口的纵坐标
4 int x = 2, y = 1, out = 0;
5 //随机数发生器初始化函数
6 srand((unsigned)time(NULL));
7 //申请数组空间
8 int **Maze = (int**)malloc(L * sizeof(int *));
9 for (int i = 0; i < L; i++) {
10 Maze[i] = (int*)calloc(L, sizeof(int));
11 }
12 //得到出口纵坐标
13 out = init(Maze);
14 //游戏开始
15 system("cls");
16 print(Maze);
17 while(t = getch()) {
18 if(t == 27) //如果输入为ESC键，结束游戏回到主菜单
19 break;
20 system("cls");//清屏
21 move(Maze, t, x, y);//根据输入t进行移动
22 print(Maze);//重新绘制迷宫
23 if(x == out && y == L-2) {//已经到出口，游戏结束
24 system("cls");
25 printf("=============\n");
26 printf("游 戏 胜 利！\n");
27 printf("=============\n");
28 printf("即将后返回主菜单……");
29 Sleep(1500);//执行挂起一段时间，暂停1.5秒后打印
30 break;
31 }
32 }
33 //一局游戏结束，释放内存
34 for (int i = 0; i < L; i++) free(Maze[i]);
35 free(Maze);
36 }
为了游戏体验我使用了getch()这个库函数代替getchar()，好处就是不回显。为了让这个游戏看起来还比较像样，我就把他做成了下面这个样子：
开始界面： 难度调整界面：
说明界面：
编辑工具：Dev-C++（版本：5.11.0.0）
编译器：TDM-GCC 4.9.2 64-bit Release
源码下载链接：https://download.csdn.net/download/qq_43464624/12489415
程序演示视频链接：https://www.bilibili.com/video/BV1pz411i7Nz/
修改过的VC6标准的完整代码：
1 #include<stdio.h>
2 #include<windows.h>
3 #include<conio.h>
4 #include<time.h>
5 #include<math.h>
6
7 //地图边长L，包括迷宫主体20，外侧的包围的墙体2，最外侧包围路径2（之后会解释）
8 //可根据需要修改，有上限
9 #define L 24
10
11 #define WALL 0 //墙
12 #define ROUTE 1 //路径
13 #define PLAYER 2//玩家
14
15 //控制迷宫的复杂度，数值越大复杂度越低，最小值为0
16 //默认为简单难度，可根据需要在degree函数里调整不同难度的复杂度
17 int Rank = 6;
18
19 void menu(); //主菜单界面
20 void start(); //开始游戏
21 void degree(); //游戏难度
22 void explain();//游戏说明
23 int init(int** Maze); //初始化迷宫
24 void print(int** Maze);//画迷宫
25 void CreateMaze(int **maze, int x, int y); //创建迷宫
26 void move(int** Maze, char t, int *x, int *y);//移动角色
27
28 int main() {
29 menu();
30 return 0;
31 }
32
33 void menu() { //主菜单
34 while(1) {
35 system("cls"); //清屏
36 char t;
37 printf("*******(走迷宫)*******");
38 printf("\n======================\n");
39 printf("\n|| 1. 开始 游戏 ||\n");
40 printf("\n|| 2. 游戏 说明 ||\n");
41 printf("\n|| 3. 游戏 难度 ||\n");
42 printf("\n|| 4. 关闭 游戏 ||\n");
43 printf("======================\n");
44 t=getch(); //不回显函数
45 switch(t) {
46 case '1':
47 start();
48 break; //开始一局游戏
49 case '2':
50 explain();
51 break; //进入游戏说明界面
52 case '3':
53 degree();
54 break; //调整游戏难度
55 case '4':
56 printf("\n欢迎下次再玩，再见（￣︶￣）");
57 Sleep(1500);
58 exit(0);
59 break; //结束程序
60 default :
61 break;
62 }
63 }
64 }
65
66 void CreateMaze(int **maze, int x, int y) {//构建迷宫
67 maze[x][y] = ROUTE;
68 //确保四个方向随机，而不再是固定的上下左右这种排列
69 int direction[4][2] = { { 1,0 },{ -1,0 },{ 0,-1 },{ 0,1 } };
70 int i, j;
71 for (i = 0; i < 4; i++) {
72 int r = rand() % 4;
73 int temp = direction[0][0];
74 direction[0][0] = direction[r][0];
75 direction[r][0] = temp;
76 temp = direction[0][1];
77 direction[0][1] = direction[r][1];
78 direction[r][1] = temp;
79 }
80 //向四个方向开挖
81 for (i = 0; i < 4; i++) {
82 int dx = x;
83 int dy = y;
84 //控制挖的距离，由Rank来调整大小
85 int range = 1 + (Rank == 0 ? 0 : rand() % Rank);
86 while (range > 0) {
87 //计算出将要访问到的坐标
88 dx += direction[i][0];
89 dy += direction[i][1];
90 //排除掉回头路
91 if (maze[dx][dy] == ROUTE) {
92 break;
93 }
94 //判断是否挖穿路径
95 int count = 0, k;
96 for (j = dx - 1; j < dx + 2; j++) {
97 for (k = dy - 1; k < dy + 2; k++) {
98 //abs(j - dx) + abs(k - dy) == 1 确保只判断九宫格的四个特定位置
99 if (abs(j - dx) + abs(k - dy) == 1 && maze[j][k] == ROUTE) {
100 count++;
101 }
102 }
103 }
104 //count大于1表明墙体会被挖穿，停止
105 if (count > 1)
106 break;
107 //确保不会挖穿时，前进
108 range -= 1;
109 maze[dx][dy] = ROUTE;
110 }
111 //没有挖穿危险，以此为节点递归
112 if (range <= 0) {
113 CreateMaze(maze, dx, dy);
114 }
115 }
116 }
117
118 int init(int** Maze) {//初始化迷宫
119 int i;
120 //最外围层设为路径的原因，为了防止挖路时挖出边界，同时为了保护迷宫主体外的一圈墙体被挖穿
121 for (i = 0; i < L; i++) {
122 Maze[i][0] = ROUTE;
123 Maze[0][i] = ROUTE;
124 Maze[i][L - 1] = ROUTE;
125 Maze[L - 1][i] = ROUTE;
126 }
127 //创造迷宫，（2，2）为起点
128 CreateMaze(Maze, 2, 2);
129 //画迷宫的入口和出口，给出玩家初始位置
130 Maze[2][1] = PLAYER;
131 //由于算法随机性，出口有一定概率不在（L-3,L-2）处，此时需要寻找出口
132 for (i = L - 3; i >= 0; i--) {
133 if (Maze[i][L - 3] == ROUTE) {
134 Maze[i][L - 2] = ROUTE;
135 //返回出口所在的纵坐标
136 return i;
137 }
138 }
139 }
140
141 void print(int** Maze) {//画迷宫
142 int i, j;
143 for (i = 0; i < L; i++) {
144 for (j = 0; j < L; j++) {
145 if (Maze[i][j] == ROUTE)
146 printf(" ");//表示道路
147 else if(Maze[i][j] == WALL)
148 printf("回");//表示墙体
149 else
150 printf("十");//表示玩家
151 }
152 printf("\n");
153 }
154 }
155 //将原先的引用int &x，更改为现在的指针指向int *x
156 void move(int** Maze, char t, int *x, int *y) {//移动角色
157 int i = *x, j = *y;//记录原始位置
158 switch(t) {
159 case 'w': //向上移动
160 *x -= 1;
161 break;
162 case 's': //向下移动
163 *x += 1;
164 break;
165 case 'a': //向左移动
166 *y -= 1;
167 break;
168 case 'd': //向右移动
169 *y += 1;
170 break;
171 default:
172 break;
173 }
174 if(*x>=0 && *x<L-1 && *y>=0 && *y<L-1 && Maze[*x][*y]!=WALL) {//符合条件，移动
175 Maze[i][j] = 1;
176 Maze[*x][*y] = 2;
177 } else {//保持位置不变
178 *x = i;
179 *y = j;
180 }
181 }
182
183 void start() { //开始一局游戏
184 char t;
185 //y,x表示角色横纵坐标, out表示出口的纵坐标
186 int *p, *q;
187 int x = 2, y = 1, out = 0, i = 0;
188 p = &x;
189 q = &y;
190 //随机数发生器初始化函数
191 srand((unsigned)time(NULL));
192 //申请数组空间
193 int **Maze = (int**)malloc(L * sizeof(int *));
194 for (i = 0; i < L; i++) {
195 Maze[i] = (int*)calloc(L, sizeof(int));
196 }
197 //得到出口纵坐标
198 out = init(Maze);
199 //游戏开始
200 system("cls");
201 print(Maze);
202 while(t = getch()) {
203 if(t == 27) //如果输入为ESC键，结束游戏回到主菜单
204 break;
205 system("cls");//清屏
206 move(Maze, t, p, q);//根据输入t进行移动
207 print(Maze);//重新绘制迷宫
208 if(x == out && y == L-2) {//已经到出口，游戏结束
209 system("cls");
210 printf("=============\n");
211 printf("游 戏 胜 利！\n");
212 printf("=============\n");
213 printf("即将后返回主菜单……");
214 Sleep(1500);//执行挂起一段时间，暂停1.5秒后打印
215 break;
216 }
217 }
218 //一局游戏结束，释放内存
219 for (i = 0; i < L; i++) free(Maze[i]);
220 free(Maze);
221 }
222
223 void explain() { //操作说明
224 while(1) {
225 char t;
226 system("cls");
227 printf("=================================================\n");
228 printf("感谢您体验本游戏，游戏的操作如下：\n");
229 printf("\n1.将输入法调整为英文（小写）\n");
230 printf("\n2.通过w,s,a,d四个键控制角色上下左右移动\n");
231 printf("\n3.在任意界面均可按“ESC”键返回到主菜单\n");
232 printf("\n胜利条件：移动角色到出口处，加油各位(￣▽￣)\"!\n");
233 printf("=================================================\n");
234 t=getch(); //不回显函数
235 switch(t) {
236 //ESC键的ASCII码值
237 case 27:
238 //返回主菜单
239 menu();
240 break;
241 default :
242 break;
243 }
244 }
245 }
246
247 void degree() { //调整游戏难度
248 while(1) {
249 char t;
250 system("cls");
251 printf("=======================\n");
252 printf("输入1,2,3进行难度调整：\n");
253 printf("\n|| 1.简 单 ||\n");
254 printf("\n|| 2.中 等 ||\n");
255 printf("\n|| 3.困 难 ||\n");
256 printf("=======================\n");
257 t=getch(); //不回显函数
258 switch(t) {
259 case '1':
260 Rank = 6;
261 printf("\n当前难度：简单，即将返回主菜单……");
262 Sleep(1500);
263 menu();//返回主菜单
264 break;
265 case '2':
266 Rank = 3;
267 printf("\n当前难度：中等，即将返回主菜单……");
268 Sleep(1500);
269 menu();//返回主菜单
270 break;
271 case '3':
272 Rank = 0;
273 printf("\n当前难度：困难，即将返回主菜单……");
274 Sleep(1500);
275 menu();//返回主菜单
276 break;
277 case 27:
278 menu();
279 break;
280 default :
281 break;
282 }
283 }
284 }
非常感谢您的观看，如果对你有所帮助的话实在是再好不过了。
—————————————我———是———分———割———线————————————
看了我公告的小伙伴可能会好奇，“哎博主你不是要准备期末考了吗？怎么跟打鸡血了一样疯狂更新啊？”原因很简单——期末复习的时候，除了复习以外的所有事都比复习有趣多了，啊啊啊啊线上考试赶紧复习去……
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