基于深度优先的随机迷宫生成算法（C语言版）

迷宫是我们小的时候经常玩的游戏，可能我们小的时候对这个游戏比较好奇，大多数并没有在意其中存在的一些原理。本文讲述的是基于深度优先的随机迷宫生成算法（C语言版），相信对大家能够有所帮助。

首先，迷宫算法有三种，分为深度优先算法、prim算法和递归分割算法。我们这里讨论的是深度优先算法。

然后迷宫嘛迷宫，只有一条正确道路的迷宫才是具有挑战性的，所以此次迷宫的设计我只设计了从起点到终点的唯一的一条正确的道路。

这个时候请把自己想象成一只地鼠，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。如果挖穿了，就违背了我们之前的构思设想。

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，这与我们之前的想法相矛盾。

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：

如图所示，挖之前要确保上下左右四个位置中只有一个位置是路。

代码如下：

#include
#include
#include
#include
 
//地图长度L，包括迷宫主体40，外侧的包围的墙体2，最外侧包围路径2（之后会解释）
#define L 44
 
//墙和路径的标识
#define WALL  0
#define ROUTE 1
 
//控制迷宫的复杂度，数值越大复杂度越低，最小值为0
static int Rank = 0;
 
//生成迷宫
void CreateMaze(int **maze, int x, int y);
 
int main(void) {
	srand((unsigned)time(NULL));
 
	int **Maze = (int**)malloc(L * sizeof(int *));
	for (int i = 0; i < L; i++) {
		Maze[i] = (int*)calloc(L, sizeof(int));
	}
 
	//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
	for (int i = 0; i < L; i++){
		Maze[i][0] = ROUTE;
		Maze[0][i] = ROUTE;
		Maze[i][L - 1] = ROUTE;
		Maze[L - 1][i] = ROUTE;
	}
 
	//创造迷宫，（2，2）为起点
	CreateMaze(Maze, 2, 2);
 
	//画迷宫的入口和出口
	Maze[2][1] = ROUTE;
 
	//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
	for (int i = L - 3; i >= 0; i--) {
		if (Maze[i][L - 3] == ROUTE) {
			Maze[i][L - 2] = ROUTE;
			break;
		}
	}
 
	//画迷宫
	for (int i = 0; i < L; i++) {
		for (int j = 0; j < L; j++) {
			if (Maze[i][j] == ROUTE) {
				printf("  ");
			}
			else {
				printf("国");
			}
		}
		printf("\n");
	}
 
	for (int i = 0; i < L; i++) free(Maze[i]);
	free(Maze);
 
	system("pause");
	return 0;
}
 
void CreateMaze(int **maze, int x, int y) {
	maze[x][y] = ROUTE;
 
	//确保四个方向随机
	int direction[4][2] = { { 1,0 },{ -1,0 },{ 0,1 },{ 0,-1 } };
	for (int i = 0; i < 4; i++) {
		int r = rand() % 4;
		int temp = direction[0][0];
		direction[0][0] = direction[r][0];
		direction[r][0] = temp;
 
		temp = direction[0][1];
		direction[0][1] = direction[r][1];
		direction[r][1] = temp;
	}
 
	//向四个方向开挖
	for (int i = 0; i < 4; i++) {
		int dx = x;
		int dy = y;
 
		//控制挖的距离，由Rank来调整大小
		int range = 1 + (Rank == 0 ? 0 : rand() % Rank);
		while (range>0) {
			dx += direction[i][0];
			dy += direction[i][1];
 
			//排除掉回头路
			if (maze[dx][dy] == ROUTE) {
				break;
			}
 
			//判断是否挖穿路径
			int count = 0;
			for (int j = dx - 1; j < dx + 2; j++) {
				for (int k = dy - 1; k < dy + 2; k++) {
					//abs(j - dx) + abs(k - dy) == 1 确保只判断九宫格的四个特定位置
					if (abs(j - dx) + abs(k - dy) == 1 && maze[j][k] == ROUTE) {
						count++;
					}
				}
			}
 
			if (count > 1) {
				break;
			}
 
			//确保不会挖穿时，前进
			--range;
			maze[dx][dy] = ROUTE;
		}
 
		//没有挖穿危险，以此为节点递归
		if (range <= 0) {
			CreateMaze(maze, dx, dy);
		}
	}
}

 算法的资源消耗较大，因此我设置了Rank来降低复杂度，但因此也会使得迷宫变得非常简单。