• 游戏常用算法-四种迷宫生成算法


    
    

    简介

    所谓迷宫生成算法,就是用以生成随机的迷宫的算法

    迷宫生成算法是处于这样一个场景:

    • 一个row行,col列的网格地图,一开始默认所有网格四周的墙是封闭的

    • 要求在网格地图边缘,也就是网格的边上打通2面墙

    • 所有网格都至少保证网格周围至少有一堵墙打通

    • 所有网格都能通过打通的墙能形成一条通路

    博主已实现RecursiveBacktracking(递归回溯),RecursiveSegmentation(递归分割),随机Prim算法,Kruskal+并查集四种迷宫生成算法,这篇文章主要对这四种算法进行简要的介绍

    基于Unity的迷宫生成算法代码实现

    Github链接

    递归回溯算法

    复杂度

      空间:O(n),时间:O(n),n为迷宫节点数row*col

    原理

    以一个栈作为辅助的数据结构,用以记录打通区域的顺序,用以回溯

    一开始随机在地图中选择一个区域,加入栈。

    之后在之前选择的区域周围随机选择一个未打通的区域,将新选择的区域和之前选择区域的墙打通,并把新的区域的加入栈

    如果四周的区域都打通,就让栈出栈,将当期所选择的区域设置栈新的栈顶,表示回退到上一个区域

    之后递归的按之前的步骤选择下一个区域直到所有区域都被打通

    缺点

    这种算法实现思路极为简单,但通路过于明显,甚至有可能会出现上图中的迷宫,很尴!!!

    递归分割算法

    复杂度

      递归空间复杂度:O(row * col),最好时间复杂度:O(lgrow + lgcol),最坏时间复杂度O(row * col)

    原理

    将矩形地图用十字分成四个小矩阵

    在四个小矩形相邻的四个面上各随机打通一面墙,使通路导通。

    然后对所有小矩形重复之前分割操作

    如果矩阵已经无法分割了,也就是行数或列数为一时,就将矩阵内部的墙全部打通

    优缺点

    生成的迷宫有明显的矩形成分,不自然,适合简单如FPS,ACT等游戏

    随机Prim算法

    复杂度

      空间:O(row*col),时间:O(墙数=(row-1)*col+row*(col - 1)) 

    原理

    随机选择一个区域作为当前区域

    将区域四周未打通的墙加入列表中

    while(列表不为空)

      随机从列表选择一面墙

    如果墙两边区域存在一区域未被打通,就打通这面墙,并将这面墙两边区域附近未打通的墙加入列表

    从列表中移除这面墙

    优缺点

    自然的迷宫,很难走,适合真正的迷宫游戏

    Kruskal+并查集

    复杂度

      空间:O(row*col),时间:O(墙数=(row-1)*col+row*(col - 1)) 

    原理

    这个算法巧妙的使用了并查集,运用并查集判断整个迷宫的导通问题

     

    把所有墙加入墙列表中

    while(墙列表不为空)

      随机从墙列表选择一堵墙,用并查集判断墙两边区域是否导通

    不导通就打通这堵墙

    从墙列表中移除这堵墙

    参考链接

    三大迷宫生成算法

    随机迷宫生成算法(并查集+生成树)

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  • 原文地址:https://www.cnblogs.com/millionsmultiplication/p/9568766.html
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