我花了一夜用資料結構給女朋友寫個H5走迷宮遊戲

Big sai發表於2019-09-10

文章目錄

先看效果圖(線上電腦嘗試地址http://biggsai.com/maze.html)：
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起因

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又到深夜了，我按照以往在公眾號寫著資料結構！這佔用了我大量的時間！我的超越妹妹嚴重缺乏陪伴而怨氣滿滿！

超越妹妹時常埋怨，認為資料結構這麼抽象難懂的東西沒啥作用，常會問道：天天寫這玩意，有啥作用。而我答道：能幹事情多了，比如寫個小遊戲啥的！
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當我碼完字準備睡覺時：寫不好別睡覺！

分析

如果用資料結構與演算法造出東西來呢？

什麼東西簡單容易呢？我百度一下，我靠，這個鳥遊戲原來不好搞啊，得接觸一堆不熟悉的東西，搞不來搞不來。

有了(靈光一閃)，寫個猜數字遊戲，問他加減乘除等於幾。

超越妹妹又不是小孩子，糊弄不過去。

經過一番折騰，終於在半夜12點確定寫迷宮小遊戲了。大概弄清楚其中的幾個步驟。

大概是：

畫線—>畫迷宮(擦線)—>方塊移動、移動約束(不出界不穿牆)—>完成遊戲。

畫線(棋盤)

對於html+js(canvas)畫的東西，之前學過javaswing應該有點映像。在html中有個canvas 的畫布，可以在上面畫一些東西和宣告一些監聽(鍵盤監聽)。

對於迷宮來說，那些線條是沒有屬性的，只有位置x,y，你操作這個畫布時候，可能和我們習慣的面相物件思維不一樣。所以，在你設計的線或者點的時候，記得那個點、線在什麼位置，在後續劃線還是擦線還是移動的時候根據這個位置進行操作。

 <!DOCTYPE html>
<html>
  <head>
    <title>MyHtml.html</title>	
  </head> 
  <body>
  <canvas id="mycanvas" width="600px" height="600px"></canvas>
    
  </body>
  <script type="text/javascript">

var aa=14;
    var chess = document.getElementById("mycanvas");
    var context = chess.getContext('2d');

    //  var context2 = chess.getContext('2d');
    //      context.strokeStyle = 'yellow';
    var tree = [];//存放是否聯通
    var isling=[];//判斷是否相連
    for(var i=0;i<aa;i++){
        tree[i]=[];
        for(var j=0;j<aa;j++){
            tree[i][j]=-1;//初始值為0
        }
    }  for(var i=0;i<aa*aa;i++){
        isling[i]=[];
        for(var j=0;j<aa*aa;j++){
            isling[i][j]=-1;//初始值為0
        }
    }
    
    function drawChessBoard(){//繪畫
        for(var i=0;i<aa+1;i++){
            context.strokeStyle='gray';//可選區域
            context.moveTo(15+i*30,15);//垂直方向畫15根線，相距30px;
            context.lineTo(15+i*30,15+30*aa);
            context.stroke();
            context.moveTo(15,15+i*30);//水平方向畫15根線，相距30px;棋盤為14*14；
            context.lineTo(15+30*aa,15+i*30);
            context.stroke();
        }
    }
    drawChessBoard();//繪製棋盤
   
    //      var mymap=new Array(36);
    //      for(var i=0;i<36;i++)
    //     {mymap[i]=-1;}


  </script>
</html>

實現效果
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畫迷宮

隨機迷宮怎麼生成？怎麼搞？一臉懵逼。

因為我們想要迷宮，那麼就需要這個迷宮出口和入口有連通路徑，你可能壓根不知道迷宮改怎麼生成，用的什麼演算法。小聲BB：用並查集(不相交集合)。

迷宮和不相交集合有什麼聯絡呢？(規則)

之前筆者在前面資料結構與演算法系列中曾經介紹過並查集(不相交集合)，它的主要功能是森林的合併，不聯通的通過並查集能夠快速將兩個森林合併，並且能夠快速查詢兩個節點是否在同一個森林中！

而我們的隨機迷宮：在每個方格都不聯通的情況下，是一個棋盤方格，這也是它的初始狀態。而這個節點可以跟鄰居可能相連，也可能不相連。我們可以通過並查集實現。

具體思路為：(主要理解並查集)

1：定義好不想交集合的基本類和方法（search,union等）
2：陣列初始化，每一個陣列元素都是一個集合，值為-1
3：隨機查詢一個格子（一維資料要轉換成二維，有點麻煩），在隨機找一面牆（也就是找這個格子的上下左右），還要判斷找的格子出沒出界。
具體在格子中找個隨機數m——>隨機數m在二維中的位置[m/長,m%長]——>這個二維的上下左右隨機找一個位置p[m/長+1,m%長]或[m/長-1,m%長]或[m/長,m%長+1]或[m/長,m%長-1]——>判斷是否越界
4：判斷兩個格子(一維陣列編號)是否在一個集合(並查集查詢)。如果在，則重新找，如果不在，那麼把牆挖去
5：把牆挖去有點繁瑣，需要考慮奇偶判斷它那種牆(上下還是左右，還要考慮位置)，然後擦掉。（根據陣列轉換成真實距離）。具體為找一個節點，根據位置關係找到一維陣列的號位用並查集判斷是否在一個集合中。
6：最終得到一個完整的迷宮。直到第一個(1,1)和(n,n)聯通停止。雖然採用隨機數找牆，但是效果並不是特別差。其中要搞清一維二維陣列的關係。一維是真實資料，並查集操作。二維是位置。要搞懂轉化！

注意：避免混淆，搞清陣列的地址和邏輯矩陣位置。陣列從0開始的，邏輯上你自己判斷。別搞混淆！
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主要邏輯為：

while(search(0)!=search(aa*aa-1))//主要思路
    {
        var num = parseInt(Math.random() * aa*aa );//產生一個小於196的隨機數
        var neihbour=getnei(num);
        if(search(num)==search(neihbour)){continue;}
        else//不在一個上
        {
           isling[num][neihbour]=1;isling[neihbour][num]=1;
            drawline(num,neihbour);//劃線
            union(num,neihbour);
         
        }
    }

那麼在前面的程式碼為

<!DOCTYPE html>
<html>
  <head>
    <title>MyHtml.html</title>	
  </head> 
  <body>
  <canvas id="mycanvas" width="600px" height="600px"></canvas>
    
  </body>
  <script type="text/javascript">
//自行新增上面程式碼
    //      var mymap=new Array(36);
    //      for(var i=0;i<36;i++)
    //     {mymap[i]=-1;}
    function getnei(a)//獲得鄰居號  random
    {
        var x=parseInt(a/aa);//要精確成整數
        var y=a%aa;
        var mynei=new Array();//儲存鄰居
        if(x-1>=0){mynei.push((x-1)*aa+y);}//上節點
        if(x+1<14){mynei.push((x+1)*aa+y);}//下節點
        if(y+1<14){mynei.push(x*aa+y+1);}//有節點
        if(y-1>=0){mynei.push(x*aa+y-1);}//下節點
        var ran=parseInt(Math.random() * mynei.length );
        return mynei[ran];

    }
    function search(a)//找到根節點
    {
        if(tree[parseInt(a/aa)][a%aa]>0)//說明是子節點
        {
            return search(tree[parseInt(a/aa)][a%aa]);//不能壓縮路徑路徑壓縮
        }
        else
            return a;
    }
    function value(a)//找到樹的大小
    {
        if(tree[parseInt(a/aa)][a%aa]>0)//說明是子節點
        {
            return tree[parseInt(a/aa)][a%aa]=value(tree[parseInt(a/aa)][a%aa]);//不能路徑壓縮
        }
        else
            return -tree[parseInt(a/aa)][a%aa];
    }
    function union(a,b)//合併
    {
        var a1=search(a);//a根
        var b1=search(b);//b根
        if(a1==b1){}
        else
        {
            if(tree[parseInt(a1/aa)][a1%aa]<tree[parseInt(b1/aa)][b1%aa])//這個是負數()，為了簡單減少計算，不在呼叫value函式
            {
                tree[parseInt(a1/aa)][a1%aa]+=tree[parseInt(b1/aa)][b1%aa];//個數相加  注意是負數相加
                tree[parseInt(b1/aa)][b1%aa]=a1;       //b樹成為a樹的子樹，b的根b1直接指向a；
            }
            else
            {
                tree[parseInt(b1/aa)][b1%aa]+=tree[parseInt(a1/aa)][a1%aa];
                tree[parseInt(a1/aa)][a1%aa]=b1;//a所在樹成為b所在樹的子樹
            }
        }
    }

    function drawline(a,b)//劃線，要判斷是上下還是左右
    {

        var x1=parseInt(a/aa);
        var y1=a%aa;
        var x2=parseInt(b/aa);
        var y2=b%aa;        
        var x3=(x1+x2)/2;
        var y3=(y1+y2)/2;
        if(x1-x2==1||x1-x2==-1)//左右方向的點  需要上下劃線
        {
            //alert(x1);
            //  context.beginPath();
            context.strokeStyle = 'white';
            //    context.moveTo(30+x3*30,y3*30+15);//
            //   context.lineTo(30+x3*30,y3*30+45);
            context.clearRect(29+x3*30, y3*30+16,2,28);
            //    context.stroke();
        }
        else
        {
            //   context.beginPath();
            context.strokeStyle = 'white';
            //  context.moveTo(x3*30+15,30+y3*30);//
            //    context.lineTo(45+x3*30,30+y3*30);
            context.clearRect(x3*30+16, 29+y3*30,28,2);
            //      context.stroke();
        }
    }
     
    while(search(0)!=search(aa*aa-1))//主要思路
    {
        var num = parseInt(Math.random() * aa*aa );//產生一個小於196的隨機數
        var neihbour=getnei(num);
        if(search(num)==search(neihbour)){continue;}
        else//不在一個上
        {
           isling[num][neihbour]=1;isling[neihbour][num]=1;
            drawline(num,neihbour);//劃線
            union(num,neihbour);
         
        }
    }
  </script>
</html>