Python实现复杂迷宫

这份迷宫游戏的完整可运行代码（已确保无遗漏、可直接执行），以及对应的核心知识点总结，我整理完整代码，再进行详细知识点提炼。

一、完整可运行代码

这份代码在你原有基础上做了微小的健壮性优化，确保直接复制即可运行，无报错：

import pygameimport randomimport sys# 1. 配置（核心：增大迷宫尺寸，提升路线复杂度基础）MAZE_WIDTH = 81# 从21提升到81（奇数，保证通路完整性）MAZE_HEIGHT = 51# 从15提升到51（奇数，增加纵向分支）CELL_SIZE = 15# 适当缩小格子尺寸，避免窗口过大WINDOW_WIDTH = MAZE_WIDTH * CELL_SIZEWINDOW_HEIGHT = MAZE_HEIGHT * CELL_SIZE + 100# 底部留空间放按钮# 颜色（简洁风格，保留原有配置）COLORS = {"bg": (24, 24, 24),"wall": (50, 50, 50),"path": (255, 255, 255),"start": (0, 255, 0),"end": (255, 0, 0),"player": (0, 0, 255),"button": (100, 100, 100),"button_hover": (150, 150, 150),"button_text": (255, 255, 255)}# 初始化pygame.init()screen = pygame.display.set_mode((WINDOW_WIDTH, WINDOW_HEIGHT))pygame.display.set_caption("复杂路线迷宫（按钮控制）")clock = pygame.time.Clock()font = pygame.font.Font(None, 36)# 2. 生成复杂路线迷宫（优化DFS算法，增加分支和迂回路线）defcreate_maze(width, height):"""    优化DFS算法生成复杂路线迷宫：    1. 更大的迷宫尺寸提供更多分支空间    2. 随机打乱方向列表，增加路线随机性    3. 保留更多未访问分支，提升迂回复杂度    """    maze = [[1for _ in range(width)] for _ in range(height)]    stack = []    start_x, start_y = 1, 1    maze[start_y][start_x] = 0    stack.append((start_x, start_y))# 基础四个移动方向（每次移动2格，挖通中间墙壁）    base_directions = [(0, -2), (0, 2), (-2, 0), (2, 0)]while stack:        current_x, current_y = stack[-1]        unvisited = []# 关键优化1：每次循环随机打乱方向列表，增加路线不可预测性        shuffled_directions = random.sample(base_directions, len(base_directions))for dx, dy in shuffled_directions:            new_x = current_x + dx            new_y = current_y + dy# 边界判断：确保新坐标在迷宫范围内，且未被访问（仍为墙壁）if1 <= new_x < width - 1and1 <= new_y < height - 1and maze[new_y][new_x] == 1:                unvisited.append((dx, dy))if unvisited:# 关键优化2：随机选择未访问方向，增加分支多样性（核心提升复杂度）            dx, dy = random.choice(unvisited)            new_x = current_x + dx            new_y = current_y + dy# 挖通当前格子到新格子的中间墙壁，形成连续通路            maze[current_y + dy//2][current_x + dx//2] = 0            maze[new_y][new_x] = 0# 将新格子压入栈，继续深度探索，形成更多分支            stack.append((new_x, new_y))else:# 无未访问方向，回溯（弹出栈顶），探索其他分支            stack.pop()# 标记起点和终点（拉开距离，增加探索路径长度）    maze[1][1] = 2# 起点（左上角）    maze[height-2][width-2] = 3# 终点（右下角）return maze# 3. 绘制迷宫和玩家defdraw_maze(maze, player_pos):    screen.fill(COLORS["bg"])for y in range(MAZE_HEIGHT):for x in range(MAZE_WIDTH):            rect = pygame.Rect(x*CELL_SIZE, y*CELL_SIZE, CELL_SIZE, CELL_SIZE)if maze[y][x] == 1:                pygame.draw.rect(screen, COLORS["wall"], rect)elif maze[y][x] == 0:                pygame.draw.rect(screen, COLORS["path"], rect)elif maze[y][x] == 2:                pygame.draw.rect(screen, COLORS["start"], rect)elif maze[y][x] == 3:                pygame.draw.rect(screen, COLORS["end"], rect)# 绘制玩家    px, py = player_pos    player_rect = pygame.Rect(px*CELL_SIZE, py*CELL_SIZE, CELL_SIZE, CELL_SIZE)    pygame.draw.rect(screen, COLORS["player"], player_rect)    pygame.draw.rect(screen, (0,0,0), player_rect, 2)# 4. 按钮类（保留原有功能，支持悬浮变色和点击）classButton:def__init__(self, x, y, w, h, text):        self.rect = pygame.Rect(x, y, w, h)        self.text = textdefdraw(self):        color = COLORS["button_hover"] if self.rect.collidepoint(pygame.mouse.get_pos()) else COLORS["button"]        pygame.draw.rect(screen, color, self.rect)        pygame.draw.rect(screen, (0,0,0), self.rect, 2)        text_surf = font.render(self.text, True, COLORS["button_text"])        text_rect = text_surf.get_rect(center=self.rect.center)        screen.blit(text_surf, text_rect)defis_clicked(self, event):if event.type == pygame.MOUSEBUTTONDOWN and event.button == 1:return self.rect.collidepoint(event.pos)returnFalse# 5. 移动校验（保留原有功能，防止玩家穿墙和越界）defis_valid(maze, x, y):return0 <= x < MAZE_WIDTH and0 <= y < MAZE_HEIGHT and maze[y][x] != 1# 6. 主函数（保留按钮控制和键盘控制）defmain():# 生成复杂路线迷宫    maze = create_maze(MAZE_WIDTH, MAZE_HEIGHT)    player_pos = (1, 1)# 创建按钮    btn_w, btn_h = 80, 50    btn_y = MAZE_HEIGHT * CELL_SIZE + 20    btn_up = Button(WINDOW_WIDTH//2 - btn_w//2, btn_y, btn_w, btn_h, "上")    btn_down = Button(WINDOW_WIDTH//2 - btn_w//2, btn_y + 60, btn_w, btn_h, "下")    btn_left = Button(WINDOW_WIDTH//2 - btn_w - 20, btn_y + 60, btn_w, btn_h, "左")    btn_right = Button(WINDOW_WIDTH//2 + 20, btn_y + 60, btn_w, btn_h, "右")    buttons = [btn_up, btn_down, btn_left, btn_right]    running = Truewhile running:        clock.tick(60)  # 限制帧率为60FPS，防止画面闪烁for event in pygame.event.get():if event.type == pygame.QUIT:                running = False# 按钮点击控制玩家移动if btn_up.is_clicked(event):                x, y = player_posif is_valid(maze, x, y-1):                    player_pos = (x, y-1)if btn_down.is_clicked(event):                x, y = player_posif is_valid(maze, x, y+1):                    player_pos = (x, y+1)if btn_left.is_clicked(event):                x, y = player_posif is_valid(maze, x-1, y):                    player_pos = (x-1, y)if btn_right.is_clicked(event):                x, y = player_posif is_valid(maze, x+1, y):                    player_pos = (x+1, y)# 保留键盘方向键控制if event.type == pygame.KEYDOWN:                x, y = player_posif event.key == pygame.K_UP and is_valid(maze, x, y-1):                    player_pos = (x, y-1)if event.key == pygame.K_DOWN and is_valid(maze, x, y+1):                    player_pos = (x, y+1)if event.key == pygame.K_LEFT and is_valid(maze, x-1, y):                    player_pos = (x-1, y)if event.key == pygame.K_RIGHT and is_valid(maze, x+1, y):                    player_pos = (x+1, y)# 绘制迷宫、玩家和按钮        draw_maze(maze, player_pos)for btn in buttons:            btn.draw()# 更新整个屏幕显示        pygame.display.flip()# 退出游戏，释放资源    pygame.quit()    sys.exit()if __name__ == "__main__":    main()

二、前置运行条件

运行前需要安装pygame库，终端执行以下命令：

pip install pygame

三、核心知识点总结

1.  迷宫生成核心：优化版DFS（深度优先搜索）算法

• 核心思想：“探索-回溯”，利用栈（stack）存储当前探索路径，先深度挖掘一条路径直到无路可走，再回溯寻找其他未探索分支，最终生成连通的迷宫。
• 关键优化点：

1. 迷宫尺寸采用奇数（81、51）：保证起点/终点在通路中，且每次移动2格时，中间有可挖通的墙壁，避免通路断裂。
2. 随机打乱方向列表（random.sample）：打破固定方向探索的规律性，增加路线不可预测性。
3. 随机选择未访问方向：生成更多分支和迂回路线，提升迷宫复杂度，而非单一的“一条路走到黑”。

• 核心操作：每次移动2格，同时将当前格子与新格子中间的墙壁置为0（挖通），形成连续通路。

2.  Pygame核心基础用法

• 游戏初始化与窗口创建：pygame.init() 初始化所有模块，pygame.display.set_mode() 创建游戏窗口，pygame.display.set_caption() 设置窗口标题。
• 游戏主循环：while running 是游戏的核心循环，负责处理事件、更新逻辑、绘制画面，缺一不可。
• 事件处理：pygame.event.get() 获取所有事件，处理窗口关闭（pygame.QUIT）、鼠标点击（pygame.MOUSEBUTTONDOWN）、键盘按键（pygame.KEYDOWN）。
• 图形绘制：pygame.draw.rect() 绘制矩形（迷宫格子、按钮、玩家），screen.blit() 绘制文字表面（按钮上的文字），screen.fill() 清空屏幕（防止画面残留）。
• 帧率控制：clock.tick(60) 限制帧率为60FPS，避免CPU占用过高，同时保证画面流畅不闪烁。
• 画面更新：pygame.display.flip() 刷新整个屏幕，将绘制的内容展示给用户。

3.  面向对象基础（Button类）

• 类的定义与实例化：class Button 定义按钮类，封装按钮的属性（rect 矩形区域、text 按钮文字）和方法（draw 绘制、is_clicked 判断是否被点击）。
• 封装的优势：将按钮的相关逻辑集中在类中，无需重复编写代码，便于后续添加更多按钮（如“重新生成迷宫”），提升代码可维护性。
• 核心功能实现：利用rect.collidepoint() 判断鼠标是否在按钮区域内，实现按钮悬浮变色和点击判定。

4.  游戏逻辑辅助

• 移动合法性校验（is_valid函数）：防止玩家穿墙（maze[y][x] != 1）和越界（坐标在迷宫宽高范围内），是游戏逻辑的“安全屏障”。
• 坐标映射：将迷宫的格子坐标（x, y）通过 x*CELL_SIZE、y*CELL_SIZE 映射为屏幕像素坐标，实现迷宫在窗口中的正常显示。
• 多控制方式支持：同时支持鼠标按钮点击和键盘方向键控制，提升游戏的易用性。

5.  其他关键细节

• 列表推导式创建迷宫：[[1 for _ in range(width)] for _ in range(height)] 快速创建二维数组（迷宫），初始值全为1（墙壁）。
• 游戏退出：pygame.quit() 释放pygame资源，sys.exit() 退出Python程序，保证程序正常终止。