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苏州企业网站建设公司价格,策划人网,网页制作三巨头,phpcms仿行业网站1、演示视频 基于Java Swing的迷宫生成与走迷宫游戏2、项目截图 设计说明 3.1 整体架构设计 项目采用分层设计和面向对象的思想#xff0c;主要分为以下几个模块#xff1a; 界面层#xff08;UI层#xff09;#xff1a;负责图形界面的创建和渲染#xff0c;包括主窗…1、演示视频基于Java Swing的迷宫生成与走迷宫游戏2、项目截图设计说明3.1 整体架构设计项目采用分层设计和面向对象的思想主要分为以下几个模块界面层UI层负责图形界面的创建和渲染包括主窗口、迷宫面板、算法选择下拉框、按钮等组件的初始化和布局。核心类为MazeGame主窗口和MazePanel迷宫绘制面板。算法层负责迷宫生成的核心逻辑包含三种算法的实现类DfsMazeGenerator、PrimMazeGenerator、KruskalMazeGenerator均实现MazeGenerator接口统一算法调用规范。工具层包含辅助功能的实现如并查集UnionFind用于克鲁斯卡尔算法BFS算法用于路径连通性校验。逻辑层负责游戏的核心业务逻辑如角色移动、迷宫数据管理、路径校验等集成在MazeGame类中。3.2 数据结构设计迷宫数据存储使用三维布尔数组boolean[][][] walls存储迷宫的墙信息其中walls[row][col][dir]表示第row行第col列的单元格在dir方向是否有墙dir0上、1右、2下、3左true表示有墙false表示无墙。角色位置存储使用两个整型变量playerRow、playerCol存储角色的当前行和列坐标。算法边存储普里姆算法使用List存储边列表克鲁斯卡尔算法使用List存储相邻单元格的边信息。3.3 界面布局设计主窗口采用BorderLayout布局分为三个区域北部NORTH包含游戏说明面板和算法选择面板采用BorderLayout和FlowLayout组合布局。中部CENTER迷宫绘制面板MazePanel是界面的核心区域负责渲染迷宫和角色。南部SOUTH包含“重新生成迷宫”按钮的面板采用FlowLayout布局。3.4 面向对象设计原则单一职责原则MazePanel仅负责迷宫绘制算法类仅负责迷宫生成逻辑类仅负责业务处理。接口隔离原则定义MazeGenerator接口仅包含generate()方法为算法类提供统一的调用标准。里氏替换原则所有算法类均可替换MazeGenerator接口的实现不影响迷宫生成的核心逻辑。开闭原则若需添加新的迷宫生成算法只需实现MazeGenerator接口无需修改原有代码。四、算法说明4.1 深度优先搜索算法DFS4.1.1 算法原理深度优先搜索算法是一种“回溯式”的迷宫生成算法核心思想是从起点开始随机选择一个未访问的相邻单元格打破两者之间的墙然后递归访问该单元格当当前单元格的所有相邻单元格都被访问后回溯到上一个单元格继续处理未访问的单元格直到所有单元格都被访问完毕。4.1.2 算法步骤初始化迷宫所有单元格的墙都为存在状态创建访问标记数组visited标记单元格是否被访问。从起点0,0开始标记该单元格为已访问。随机打乱四个方向上、右、下、左的顺序遍历每个方向。对于每个方向判断相邻单元格是否在迷宫范围内且未被访问若是打破当前单元格和相邻单元格之间的墙。递归访问相邻单元格。当所有单元格都被访问后算法结束生成迷宫。4.1.3 算法特点生成的迷宫具有长路径、少分支、死胡同少的特点迷宫整体呈现“走廊式”结构游戏难度中等。4.2 普里姆算法Prim4.2.1 算法原理普里姆算法原本用于求解最小生成树此处改编为迷宫生成算法核心思想是从起点开始将相邻的墙加入边列表然后随机选择一条边若边的另一侧单元格未被访问则打破墙并将该单元格加入已访问集合同时将该单元格的相邻墙加入边列表重复此过程直到所有单元格都被访问完毕。4.2.2 算法步骤初始化迷宫所有单元格的墙都为存在状态创建访问标记数组visited标记起点0,0为已访问。将起点的所有相邻墙加入边列表edgeList。当边列表不为空时随机选择一条边移除该边并获取对应的单元格和方向。计算该方向的相邻单元格判断是否在迷宫范围内且未被访问。若是打破当前单元格和相邻单元格之间的墙标记相邻单元格为已访问将相邻单元格的所有相邻墙加入边列表。当边列表为空时算法结束生成迷宫。4.2.3 算法特点生成的迷宫具有路径均匀、分支适中的特点迷宫整体结构平衡游戏难度比DFS算法生成的迷宫稍高。4.3 克鲁斯卡尔算法Kruskal4.3.1 算法原理克鲁斯卡尔算法同样源于最小生成树算法核心思想是将每个单元格视为一个独立的集合将所有相邻单元格的边仅考虑右和下方向避免重复加入边列表并随机打乱然后遍历每条边若边的两个单元格属于不同的集合则打破墙并合并两个集合重复此过程直到所有单元格属于同一个集合。4.3.2 算法步骤初始化迷宫所有单元格的墙都为存在状态创建并查集UnionFind每个单元格对应一个独立的集合。遍历所有单元格将右方向和下方向的相邻边加入边列表edges。随机打乱边列表的顺序。遍历每条边获取边的两个单元格通过并查集判断两个单元格是否属于同一集合。若不属于打破两个单元格之间的墙合并两个集合。当所有边遍历完毕后算法结束生成迷宫。4.3.3 算法特点生成的迷宫具有多分支、短路径、死胡同多的特点迷宫结构复杂游戏难度最高。4.4 BFS路径校验算法4.4.1 算法原理广度优先搜索BFS算法用于校验迷宫起点到终点的连通性核心思想是从起点开始逐层遍历相邻的可达单元格若能遍历到终点则说明路径连通否则手动打通从终点到起点的路径确保游戏可玩。4.4.2 算法作用防止因算法异常或边界情况导致迷宫起点和终点不连通保证游戏的基本可玩性。五、测试说明5.1 测试环境测试项配置/环境操作系统Windows 10/11、macOS、LinuxUbuntu 20.04JDK版本JDK 8、JDK 11、JDK 17兼容Java SE 8及以上版本运行方式命令行javac java、IDEIntelliJ IDEA、Eclipse5.2 功能测试测试用例测试步骤预期结果测试结果界面显示测试运行程序观察界面是否正常显示主窗口正常弹出迷宫、起点、终点、角色、下拉框、按钮均显示正常通过算法选择测试选择不同的算法点击“重新生成迷宫”按钮根据选择的算法生成不同风格的迷宫通过角色移动测试使用方向键/WASD键控制角色移动角色可在无墙的方向移动遇到墙时无法移动通过终点到达测试控制角色从起点移动到终点弹出“游戏胜利”提示框通过迷宫重置测试点击“重新生成迷宫”按钮生成新的迷宫角色回到起点通过路径连通性测试多次生成迷宫检查起点到终点是否连通所有迷宫的起点到终点均连通无孤立情况通过5.3 性能测试迷宫生成速度对于15×25的迷宫三种算法的生成时间均在100ms以内无明显卡顿。角色移动流畅度角色移动时界面刷新流畅无延迟或闪烁现象。内存占用程序运行时内存占用约50MB资源消耗低。5.4 边界测试修改单元格数量如5×5、30×50测试迷宫生成和显示是否正常。修改单元格尺寸如CELL_SIZE20、CELL_SIZE50测试界面适配是否正常。连续多次点击“重新生成迷宫”按钮测试程序是否出现内存泄漏或卡顿。六、关键代码6.1 主窗口初始化代码/** * 构造方法初始化游戏窗口和所有组件 * 完成窗口布局、事件绑定、迷宫初始化等核心操作 */ public MazeGame() { // 1. 设置窗口基本属性 this.setTitle(迷宫生成与走迷宫游戏); // 窗口标题 this.setDefaultCloseOperation(EXIT_ON_CLOSE); // 关闭窗口时退出程序 this.setLayout(new BorderLayout(5, 5)); // 窗口布局边界布局组件间距5像素 this.setResizable(true); // 允许窗口大小调整 // 关键设置窗口的最小尺寸确保迷宫能完整显示迷宫尺寸顶部/底部面板的预留空间 this.setMinimumSize(new Dimension(MAZE_WIDTH 20, MAZE_HEIGHT 100)); // 2. 初始化顶部面板游戏说明 算法选择 JPanel topPanel new JPanel(new BorderLayout()); topPanel.add(createInfoPanel(), BorderLayout.CENTER); // 添加游戏说明面板 topPanel.add(createAlgorithmPanel(), BorderLayout.EAST); // 添加算法选择面板 this.add(topPanel, BorderLayout.NORTH); // 顶部面板放入窗口北部 // 3. 初始化迷宫绘制面板 mazePanel new MazePanel(); // 设置面板的首选尺寸核心强制面板使用迷宫的实际像素尺寸 mazePanel.setPreferredSize(new Dimension(MAZE_WIDTH, MAZE_HEIGHT)); // 设置面板最小尺寸防止窗口缩小后迷宫被遮挡 mazePanel.setMinimumSize(new Dimension(MAZE_WIDTH, MAZE_HEIGHT)); mazePanel.setFocusable(true); // 面板需要获取焦点以接收键盘事件 mazePanel.requestFocusInWindow(); // 主动获取焦点 // 绑定键盘事件到迷宫面板确保事件响应 mazePanel.addKeyListener(new KeyAdapter() { Override public void keyPressed(KeyEvent e) { movePlayer(e.getKeyCode()); mazePanel.repaint(); } }); this.add(mazePanel, BorderLayout.CENTER); // 迷宫面板放入窗口中部核心区域 // 4. 初始化底部面板重新生成迷宫按钮 JPanel buttonPanel new JPanel(); JButton resetButton new JButton(重新生成迷宫); // 绑定按钮点击事件点击后重新初始化迷宫并绘制 resetButton.addActionListener(new ActionListener() { Override public void actionPerformed(ActionEvent e) { initMaze(); // 重新生成迷宫 mazePanel.repaint(); // 重绘面板 mazePanel.requestFocusInWindow(); // 重新获取焦点 } }); buttonPanel.add(resetButton); this.add(buttonPanel, BorderLayout.SOUTH); // 底部面板放入窗口南部 // 5. 初始化迷宫首次生成 initMaze(); // 6. 调整窗口大小、居中并**显式设置可见** this.pack(); // 自适应组件大小现在会根据面板的首选尺寸计算 this.setLocationRelativeTo(null); // 窗口居中 this.setVisible(true); // 关键让窗口显示在屏幕上 }6.2 迷宫绘制面板代码/** * 迷宫绘制面板继承JPanel重写paintComponent方法实现自定义绘制 * 功能绘制迷宫墙、起点绿色、终点红色、玩家蓝色 */ class MazePanel extends JPanel { /** * 重写paintComponent方法执行绘制逻辑 * param g 绘图上下文对象 */ Override protected void paintComponent(Graphics g) { super.paintComponent(g); // 调用父类方法确保面板正常渲染 // 1. 绘制背景白色 g.setColor(Color.WHITE); g.fillRect(0, 0, getWidth(), getHeight()); // 2. 绘制迷宫墙黑色 g.setColor(Color.BLACK); for (int i 0; i ROWS; i) { for (int j 0; j COLS; j) { int x j * CELL_SIZE; // 单元格左上角x坐标 int y i * CELL_SIZE; // 单元格左上角y坐标 // 绘制上墙水平直线x, y到xCELL_SIZE, y if (walls[i][j][0]) { g.drawLine(x, y, x CELL_SIZE, y); } // 绘制右墙垂直直线xCELL_SIZE, y到xCELL_SIZE, yCELL_SIZE if (walls[i][j][1]) { g.drawLine(x CELL_SIZE, y, x CELL_SIZE, y CELL_SIZE); } // 绘制下墙水平直线x, yCELL_SIZE到xCELL_SIZE, yCELL_SIZE if (walls[i][j][2]) { g.drawLine(x, y CELL_SIZE, x CELL_SIZE, y CELL_SIZE); } // 绘制左墙垂直直线x, y到x, yCELL_SIZE if (walls[i][j][3]) { g.drawLine(x, y, x, y CELL_SIZE); } } } // 3. 绘制起点绿色圆形左上角偏移5像素避免贴墙 g.setColor(Color.GREEN); g.fillOval(5, 5, CELL_SIZE - 10, CELL_SIZE - 10); // 4. 绘制终点红色圆形右下角偏移5像素避免贴墙 g.setColor(Color.RED); g.fillOval(endCol * CELL_SIZE 5, endRow * CELL_SIZE 5, CELL_SIZE - 10, CELL_SIZE - 10); // 5. 绘制玩家蓝色圆形当前位置偏移5像素避免贴墙 g.setColor(Color.BLUE); g.fillOval(playerCol * CELL_SIZE 5, playerRow * CELL_SIZE 5, CELL_SIZE - 10, CELL_SIZE - 10); } /** * 重写processMouseEvent方法确保面板点击时获取焦点 * 解决键盘事件无法响应的问题 * param e 鼠标事件 */ Override protected void processMouseEvent(java.awt.event.MouseEvent e) { super.processMouseEvent(e); this.requestFocusInWindow(); // 获取焦点 } }6.3 DFS迷宫生成算法代码/** * 深度优先搜索DFS迷宫生成算法实现类 * 算法原理 * 1. 从起点开始随机选择一个未访问的相邻单元格 * 2. 打破两者之间的墙递归访问该单元格 * 3. 若当前单元格的所有相邻单元格都已访问则回溯 * 特点生成的迷宫有较长的连续路径较少的分支 */ class DfsMazeGenerator implements MazeGenerator { /** 迷宫行数 */ private final int rows; /** 迷宫列数 */ private final int cols; /** 迷宫墙数据引用外部数组直接修改 */ private final boolean[][][] walls; /** 访问标记数组记录单元格是否被访问过 */ private final boolean[][] visited; /** * 构造方法初始化算法参数 * param rows 迷宫行数 * param cols 迷宫列数 * param walls 迷宫墙数据数组 */ public DfsMazeGenerator(int rows, int cols, boolean[][][] walls) { this.rows rows; this.cols cols; this.walls walls; this.visited new boolean[rows][cols]; // 初始化访问标记数组 } /** * 实现接口的generate方法启动DFS生成迷宫 * 从起点(0,0)开始递归遍历 */ Override public void generate() { dfs(0, 0); // 调用DFS递归方法起点为(0,0) } /** * DFS递归核心方法遍历单元格并生成路径 * param row 当前单元格行坐标 * param col 当前单元格列坐标 */ private void dfs(int row, int col) { // 1. 标记当前单元格为已访问 visited[row][col] true; // 2. 定义四个移动方向上、右、下、左与walls的dir索引对应 int[][] directions {{-1, 0}, {0, 1}, {1, 0}, {0, -1}}; // 随机打乱方向顺序实现随机DFS避免路径固定 List dirList new ArrayList(); for (int i 0; i 4; i) { dirList.add(i); } Collections.shuffle(dirList, new Random()); // 3. 遍历所有方向随机顺序 for (int dir : dirList) { int newRow row directions[dir][0]; // 新单元格行坐标 int newCol col directions[dir][1]; // 新单元格列坐标 // 校验条件新单元格在边界内 且 未被访问 if (newRow 0 newRow rows newCol 0 newCol cols !visited[newRow][newCol]) { // 4. 打破当前单元格与新单元格之间的墙 walls[row][col][dir] false; // 打破新单元格对应方向的墙如当前单元格右墙对应新单元格左墙 walls[newRow][newCol][(dir 2) % 4] false; // 5. 递归访问新单元格 dfs(newRow, newCol); } } } }6.4 克鲁斯卡尔算法的并查集代码/** * 并查集Union-Find数据结构内部类 * 功能管理元素的集合归属支持查找和合并操作 * 优化路径压缩find方法、按秩合并union方法 */ class UnionFind { /** 父节点数组parent[i]表示i的父节点 */ private final int[] parent; /** 秩数组rank[i]表示以i为根的树的高度用于按秩合并 */ private final int[] rank; /** * 构造方法初始化并查集 * param size 元素数量此处为单元格总数 */ public UnionFind(int size) { parent new int[size]; rank new int[size]; // 初始化每个元素的父节点是自己秩为0 for (int i 0; i size; i) { parent[i] i; rank[i] 0; } } /** * 查找元素的根节点带路径压缩优化 * 路径压缩将元素直接指向根节点减少后续查找次数 * param x 待查找的元素 * return 元素x的根节点 */ public int find(int x) { if (parent[x] ! x) { parent[x] find(parent[x]); // 递归压缩路径 } return parent[x]; } /** * 合并两个元素所在的集合按秩合并优化 * 按秩合并将秩小的树合并到秩大的树下保持树的平衡 * param x 元素x * param y 元素y */ public void union(int x, int y) { int rootX find(x); int rootY find(y); // 若已在同一集合无需合并 if (rootX rootY) { return; } // 按秩合并 if (rank[rootX] rank[rootY]) { parent[rootX] rootY; // 小秩合并到大秩 } else if (rank[rootX] rank[rootY]) { parent[rootY] rootX; // 小秩合并到大秩 } else { parent[rootY] rootX; // 秩相等合并后根节点秩1 rank[rootX]; } } }6.5 角色移动代码/** * 玩家移动处理方法 * 响应键盘按键方向键/WASD更新玩家位置并判断是否到达终点 * param keyCode 键盘按键编码 */ private void movePlayer(int keyCode) { // 若已到达终点不处理移动 if (playerRow endRow playerCol endCol) { return; } // 边界兜底防止玩家坐标超出迷宫范围 if (playerRow 0) playerRow 0; if (playerRow ROWS) playerRow ROWS - 1; if (playerCol 0) playerCol 0; if (playerCol COLS) playerCol COLS - 1; // 根据按键处理移动 switch (keyCode) { case KeyEvent.VK_UP: // 上方向键 case KeyEvent.VK_W: // W键上 // 条件无上墙 且 不在第一行 if (!walls[playerRow][playerCol][0] playerRow 0) { playerRow--; // 行坐标减1 } break; case KeyEvent.VK_RIGHT: // 右方向键 case KeyEvent.VK_D: // D键右 // 条件无右墙 且 不在最后一列 if (!walls[playerRow][playerCol][1] playerCol COLS - 1) { playerCol; // 列坐标加1 } break; case KeyEvent.VK_DOWN: // 下方向键 case KeyEvent.VK_S: // S键下 // 条件无下墙 且 不在最后一行 if (!walls[playerRow][playerCol][2] playerRow ROWS - 1) { playerRow; // 行坐标加1 } break; case KeyEvent.VK_LEFT: // 左方向键 case KeyEvent.VK_A: // A键左 // 条件无左墙 且 不在第一列 if (!walls[playerRow][playerCol][3] playerCol 0) { playerCol--; // 列坐标减1 } break; default: // 其他按键不处理 break; } // 判断是否到达终点若到达则弹出提示框 if (playerRow endRow playerCol endCol) { JOptionPane.showMessageDialog(this, 恭喜你成功走出迷宫, 游戏胜利, JOptionPane.INFORMATION_MESSAGE); mazePanel.requestFocusInWindow(); // 重新获取焦点防止提示框后焦点丢失 } }备注以上代码为项目核心代码片段完整代码包含所有算法实现、界面逻辑和辅助功能可直接编译运行。