效果图

缘起

刚装了Ubuntu系统，发现里面有自带的扫雷等小游戏。最近又疯狂使用R，忽然有一个念头，R做游戏如何呢？是的，刚开始我想做的是扫雷，后面发现这里面存在一个很大的问题，故放弃了，具体原因我后面会讲。我便在网上查了一下，发现还真有人用R写贪吃蛇游戏，便花费了一晚上也简单写了个游戏试试。

R的图形API

只有4个：

setGraphicsEventHandlers, 注册图形事件，包括键盘事件和鼠标事件(按下，释放，移动)。
getGraphicsEvent, 启动图形事件监听器，开始监听。
setGraphicsEventEnv, 设置图形设备和环境空间，默认为当前图形设备和当前环境空间。
getGraphicsEventEnv, 获取图形设备，默认为当前图形设备。

我只用到了第二个，这方面的知识可参考这篇文章，很有用！

DFS函数生成迷宫

学过数据结构的小伙伴一定很熟悉 dfs(): 广度优先搜索算法
这里生成迷宫的思想是这样的，首先看如下图，黄色的地方代表通路，灰色代表围墙，最外侧的四面围墙是不可拆卸的，而相邻黄色格子间的通路是可以 打通的(对应代码里的connect()函数)，然后利用 DFS()实现图的遍历，把一个个黄点看成独立的结点，进行搜索，生成连接路径，把 连接路径上的墙推倒(由灰色转为黄色)。是的，你可能意识到的，用DFS生成这样的迷宫会有如下两点：

每两个初始的黄色结点必有通路，因为是遍历
这样生成的迷宫岔路较少（相比其他生成方法）

数据结构

前面也说到，视初始的黄色结点为 图的节点，我们用变量 block_map 进行保存，大小的变量为 size
最终生成图形黄色的部分实际上有两种：一是 初始结点 ，二是dfs()运行中 推倒的墙 (墙倒了形成了路)。我们的 block_map 只会记录初始结点，我们需要另外任命一个变量 maze_map 来记录究竟哪里是路哪里是墙，它的大小记为 size2，可以简单知道 size2 = 2 * size - 3

代码解析

输入参数为：size， cex_set（后面解释cex_set）
切记：0表示路，1表示墙

初始化数据结构

size2 = 2*size -3block_map = matrix(0, size, size)maze_map = matrix(1, size2, size2)for(i in 1:(size-2)){for(j in 1:(size-2)){maze_map[2*i, 2*j]=0}}# 四面的围墙block_map[1, ] = 1block_map[size, ] = 1block_map[, 1] = 1block_map[, size] = 1

使用move简便 “上下左右”的操作

  move=list(c(-1, 0), c(1, 0), c(0, -1), c(0, 1))

使用时应用 move[[i]][j] 这样的形式，list数据类型就是会麻烦点

dfs() 前的准备
in_map() 用于判断操作是否越界
connect() 用于拆墙
neighbor_count() 用于计算该节点周围有几面墙

in_map <- function(x, y){return((1<=x) && (x<=size) && (1<=y) && (y<=size))}
connect <- function(x, y, xx, yy){maze_map[(x+xx)-2, (y+yy)-2] <<- 0
}
neighbor_count <- function(x, y){temp = 0for(i in 1:4){if(in_map(x + move[[i]][1], y + move[[i]][2])){if(block_map[x + move[[i]][1], y + move[[i]][2]] == 1){temp = temp + 1}}}return(temp)}

实施 dfs()
看不懂的话直接上网上搜，网上有些说得很清楚。DFS()算法展开来讲会很多，这里略过。但我提一个很容易犯的错误作用域，如果这里把 block_map[xx, yy] <<- 1 错写成 block_map[xx, yy] <- 1 和 block_map[xx, yy] = 1，代码都会失效，问题在哪呢？—— 问题在于在 函数体 内你对 block_map 所作的修改并 没法传出去 ！！具体可见这篇文章

 dfs <- function(x, y){print(c(x, y, neighbor_count(x, y)))if(neighbor_count(x, y) == 4){return}direction = c(FALSE, FALSE, FALSE, FALSE)while(neighbor_count(x, y) < 4){temp = -1while(temp == -1 || direction[temp] == TRUE ){temp = sample(1:4, 1)}xx=x+move[[temp]][1]yy=y+move[[temp]][2]if(in_map(xx, yy) && block_map[xx, yy] == 0){block_map[xx, yy] <<- 1connect(x, y, xx, yy)dfs(xx, yy)direction[temp]=TRUEif(neighbor_count(x, y) == 4){return}}}return}

开始画图，这里的配色你可以自己后期改，配色的话可以参考这个

windows()
plot(0,0,xlim=c(0, 10),ylim=c(0, 10),type='n',xaxs="i", yaxs="i")
for(i in 1:10){points(i - 0.5, i - 0.5, col = i, pch = 15, cex = 2.5)
}

正式画图
now.x() 和 now.y() 记录现在的位置，dest.x() 和 dest.y() 记录终点位置

  windows()plot(0,0,xlim=c(0, size2),ylim=c(0, size2),type='n',xaxs="i", yaxs="i")for(i in 1:(size2 -1)){abline(h=i,col="gray60") # 水平线abline(v=i,col="gray60") }abline(h=size2)abline(v=size2)for(i in 1:size2){for(j in 1:size2){if(maze_map[i, j]==1){points(i-0.5, j-0.5, col = 8, pch = 15, cex = cex_set)}else{points(i-0.5, j-0.5, col = 7, pch = 15, cex = cex_set)}}}now.x = 2now.y = 2dest.x = size2 - 1dest.y = size2 - 1points(now.x-0.5, now.y-0.5, col = 2, pch = 15, cex = cex_set)points(dest.x-0.5, dest.y-0.5, col = 6, pch = 15, cex = cex_set)

写键盘事件
判断是否越界及是否为路
特别注意：now.y <<- now.y - 1

 if(K == "down"){if(now.y > 2 && maze_map[now.x, now.y-1] == 0){points(now.x-0.5, now.y-0.5, col = 7, pch = 15, cex = cex_set)now.y <<- now.y - 1points(now.x-0.5, now.y-0.5, col = 2, pch = 15, cex = cex_set)}}

绑定键盘事件

getGraphicsEvent(onKeybd = keydown)

cex_set
因为生成不同规模大小的地图，颜色填充的可能不好，要么没有填充完区域的大部份，要么超过区域到影响正常游戏操作，所以留了个cex_set设置点的大小，让使用者自己调节，实话实说，这是一处败笔，但我也懒得改了。
（2022/7/28: 实际上可以用函数polygon，它可以很好地填充颜色，但我懒）

后话

为啥我没法做扫雷呢？因为获取到的鼠标位置和图像的位置对不上，这个问题我至今未解决。

附录：完整代码

maze <- function(size, cex_set = 2.5){# 1是墙体，0是通路size2 = 2*size -3block_map = matrix(0, size, size)maze_map = matrix(1, size2, size2)for(i in 1:(size-2)){for(j in 1:(size-2)){maze_map[2*i, 2*j]=0}}block_map[1, ] = 1block_map[size, ] = 1block_map[, 1] = 1block_map[, size] = 1move=list(c(-1, 0), c(1, 0), c(0, -1), c(0, 1))in_map <- function(x, y){return((1<=x) && (x<=size) && (1<=y) && (y<=size))}connect <- function(x, y, xx, yy){maze_map[(x+xx)-2, (y+yy)-2] <<- 0}neighbor_count <- function(x, y){temp = 0for(i in 1:4){if(in_map(x + move[[i]][1], y + move[[i]][2])){if(block_map[x + move[[i]][1], y + move[[i]][2]] == 1){temp = temp + 1}}}return(temp)}dfs <- function(x, y){print(c(x, y, neighbor_count(x, y)))if(neighbor_count(x, y) == 4){return}direction = c(FALSE, FALSE, FALSE, FALSE)while(neighbor_count(x, y) < 4){temp = -1while(temp == -1 || direction[temp] == TRUE ){temp = sample(1:4, 1)}xx=x+move[[temp]][1]yy=y+move[[temp]][2]if(in_map(xx, yy) && block_map[xx, yy] == 0){block_map[xx, yy] <<- 1connect(x, y, xx, yy)dfs(xx, yy)direction[temp]=TRUEif(neighbor_count(x, y) == 4){return}}}return}# 设起点，并开始生成地图矩阵block_map[2, 2] = 1dfs(2, 2)# 生成地图windows()plot(0,0,xlim=c(0, size2),ylim=c(0, size2),type='n',xaxs="i", yaxs="i")for(i in 1:(size2 -1)){abline(h=i,col="gray60") # 水平线abline(v=i,col="gray60") }abline(h=size2)abline(v=size2)for(i in 1:size2){for(j in 1:size2){if(maze_map[i, j]==1){points(i-0.5, j-0.5, col = 8, pch = 15, cex = cex_set)}else{points(i-0.5, j-0.5, col = 7, pch = 15, cex = cex_set)}}}now.x = 2now.y = 2dest.x = size2 - 1dest.y = size2 - 1points(now.x-0.5, now.y-0.5, col = 2, pch = 15, cex = cex_set)points(dest.x-0.5, dest.y-0.5, col = 6, pch = 15, cex = cex_set)keydown<-function(K){K = tolower(K)print(K)if(K == "down"){if(now.y > 2 && maze_map[now.x, now.y-1] == 0){points(now.x-0.5, now.y-0.5, col = 7, pch = 15, cex = cex_set)now.y <<- now.y - 1points(now.x-0.5, now.y-0.5, col = 2, pch = 15, cex = cex_set)}}if(K == "up"){if(now.y < size2 - 1 && maze_map[now.x, now.y+1] == 0){points(now.x-0.5, now.y-0.5, col = 7, pch = 15, cex = cex_set)now.y <<- now.y + 1points(now.x-0.5, now.y-0.5, col = 2, pch = 15, cex = cex_set)}}if(K == "left"){if(now.x > 2 && maze_map[now.x - 1, now.y] == 0){points(now.x-0.5, now.y-0.5, col = 7, pch = 15, cex = cex_set)now.x <<- now.x - 1points(now.x-0.5, now.y-0.5, col = 2, pch = 15, cex = cex_set)}}if(K == "right"){if(now.x < size2 - 1 && maze_map[now.x + 1, now.y] == 0){points(now.x-0.5, now.y-0.5, col = 7, pch = 15, cex = cex_set)now.x <<- now.x + 1points(now.x-0.5, now.y-0.5, col = 2, pch = 15, cex = cex_set)}}if(now.x == dest.x && now.y == dest.y){text(2, 2, label="You Win", cex = 3)getGraphicsEvent(onKeybd = NULL)} }getGraphicsEvent(onKeybd = keydown)}maze(16)

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