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Go Ebiten小游戏开发：扫雷

news 2025/11/8 8:46:14

本教程将介绍如何使用Go语言和Ebiten游戏库开发一个经典的扫雷游戏。我们将重点关注设计思路和核心算法，而不是简单地堆砌代码。

在这里插入图片描述

目录

  1. 项目架构设计
  2. 核心数据结构
  3. 关键算法实现
  4. 游戏循环与状态管理
  5. 用户交互设计
  6. 渲染系统设计

项目架构设计

整体架构思路

扫雷游戏采用经典的MVC（Model-View-Controller）架构模式：

  • Model: 游戏数据层，包括游戏板状态、地雷位置等
  • View: 渲染层，负责绘制游戏界面
  • Controller: 控制层，处理用户输入和游戏逻辑

Ebiten框架天然支持这种架构，通过Update()方法处理控制逻辑，Draw()方法处理视图渲染。

项目初始化

首先创建Go项目并添加Ebiten依赖：

go mod init saolei
go get github.com/hajimehoshi/ebiten/v2

核心数据结构

游戏状态设计

游戏的核心是状态管理，我们设计了三个层次的状态：

  1. 游戏整体状态: 游戏中、胜利、失败
  2. 格子状态: 未揭开、已揭开、已标记
  3. 格子属性: 是否为地雷、周围地雷数量等

数据结构设计思路

// 格子结构体 - 游戏的基本单元
type Cell struct {IsMine        bool      // 是否是地雷IsRevealed    bool      // 是否已揭开IsFlagged     bool      // 是否已标记NeighborMines int       // 周围地雷数量State         CellState // 格子状态
}// 游戏主结构体 - 管理整个游戏状态
type Game struct {board         [][]Cell  // 二维数组表示游戏板state         GameState // 游戏整体状态firstClick    bool      // 是否第一次点击（影响地雷生成）startTime     time.Time // 游戏开始时间elapsedTime   int       // 游戏经过时间flagCount     int       // 标记数量revealedCount int       // 已揭开格子数量
}

设计要点：

  • 使用二维数组存储游戏板，便于坐标计算和邻域访问
  • 布尔字段表示状态，直观且高效
  • 计数字段用于游戏逻辑判断和UI显示

关键算法实现

1. 地雷生成算法

设计思路：

  • 避免在第一次点击位置及其周围生成地雷，保证玩家首次点击安全
  • 使用随机算法均匀分布地雷
  • 生成后立即计算每个格子周围的地雷数量

核心算法：

func (g *Game) placeMines(avoidX, avoidY int) {minesPlaced := 0for minesPlaced < MineCount {x := rand.Intn(BoardWidth)y := rand.Intn(BoardHeight)// 关键：避开首次点击区域if abs(x-avoidX) <= 1 && abs(y-avoidY) <= 1 {continue}if !g.board[y][x].IsMine {g.board[y][x].IsMine = trueminesPlaced++}}// 计算周围地雷数量for y := 0; y < BoardHeight; y++ {for x := 0; x < BoardWidth; x++ {if !g.board[y][x].IsMine {g.board[y][x].NeighborMines = g.countNeighborMines(x, y)}}}
}

2. 递归展开算法

设计思路：

  • 当玩家点击一个周围没有地雷的格子时，自动展开相邻的所有空白区域
  • 使用深度优先搜索（DFS）递归实现
  • 避免重复揭开和无限递归

算法核心：

func (g *Game) revealCell(x, y int) {// 边界检查和状态检查if x < 0 || x >= BoardWidth || y < 0 || y >= BoardHeight {return}cell := &g.board[y][x]if cell.IsRevealed || cell.IsFlagged {return}// 揭开当前格子cell.IsRevealed = trueg.revealedCount++// 踩雷处理if cell.IsMine {g.state = GameStateLostreturn}// 关键：递归展开空白区域if cell.NeighborMines == 0 {for dy := -1; dy <= 1; dy++ {for dx := -1; dx <= 1; dx++ {if dx == 0 && dy == 0 {continue}g.revealCell(x+dx, y+dy) // 递归调用}}}// 胜利条件检查if g.revealedCount == BoardWidth*BoardHeight-MineCount {g.state = GameStateWong.autoFlagAllMines()}
}

算法特点：

  • 使用递归实现自然的展开效果
  • 通过状态检查避免重复处理
  • 自动检测胜利条件

3. 邻域计算算法

设计思路：

  • 计算每个格子周围8个方向的地雷数量
  • 使用双重循环遍历邻域
  • 边界检查防止数组越界

游戏循环与状态管理

Ebiten游戏循环

Ebiten采用Update-Draw循环模式：

  • Update(): 处理游戏逻辑，每帧调用
  • Draw(): 渲染游戏画面，每帧调用
  • Layout(): 设置屏幕尺寸

状态管理策略

游戏状态转换：

开始游戏 → 游戏中 → 胜利/失败 → 重新开始

状态管理要点：

  • 使用枚举类型定义状态，提高代码可读性
  • 在状态转换时执行相应的初始化或清理工作
  • 不同状态下限制不同的用户操作

时间管理

设计思路：

  • 只在游戏进行时计算时间
  • 首次点击时开始计时
  • 游戏结束时停止计时

用户交互设计

输入处理策略

鼠标交互：

  • 左键点击：揭开格子
  • 右键点击：标记/取消标记地雷
  • 坐标转换：屏幕坐标到游戏板坐标

键盘交互：

  • R键：重新开始游戏

交互设计要点

  1. 首次点击保护：确保第一次点击不会踩雷
  2. 状态限制：游戏结束后禁止继续操作
  3. 视觉反馈：不同状态使用不同颜色区分

坐标转换算法

// 屏幕坐标转换为游戏板坐标
cellX := mouseX / CellSize
cellY := mouseY / CellSize

渲染系统设计

渲染层次

  1. 背景层：绘制所有格子的背景色
  2. 边框层：绘制格子边框
  3. 内容层：绘制数字、标记、地雷符号
  4. UI层：绘制状态信息和提示文字

颜色设计策略

  • 未揭开格子：深灰色，表示未知
  • 已揭开格子：浅灰色，表示安全
  • 地雷格子：红色，表示危险
  • 标记格子：黄色，表示警告

性能优化

渲染优化策略：

  • 只重绘变化的区域
  • 使用批量绘制减少API调用
  • 缓存不变的渲染元素

扩展设计思路

难度系统

可以设计三个难度等级：

  • 初级：9×9棋盘，10个地雷
  • 中级：16×16棋盘，40个地雷
  • 高级：30×16棋盘，99个地雷

数据持久化

设计思路：

  • 保存最佳成绩
  • 记录游戏统计信息
  • 使用JSON格式存储配置

动画系统

可添加的动画效果：

  • 格子揭开动画
  • 地雷爆炸动画
  • 胜利庆祝动画

总结

扫雷游戏虽然规则简单，但涉及了游戏开发的核心概念：

  1. 状态管理：合理的状态设计是游戏逻辑的基础
  2. 算法设计：递归展开是扫雷的核心算法
  3. 用户交互：直观的交互设计提升用户体验
  4. 渲染系统：分层的渲染架构便于维护和扩展

通过这个项目，我们学习了如何使用Ebiten框架开发2D游戏，掌握了游戏循环、状态管理、事件处理等核心概念。这些知识可以应用到更复杂的游戏开发中。

进一步学习建议

  1. 深入学习Ebiten：了解更高级的渲染技术和性能优化
  2. 游戏设计模式：学习观察者模式、状态模式等设计模式
  3. 算法优化：研究更高效的地雷生成和展开算法
  4. UI/UX设计：提升游戏的视觉效果和用户体验

游戏开发是一个不断学习和实践的过程，扫雷游戏只是一个开始。希望这个教程能为你打开Go语言游戏开发的大门！

完整代码

package mainimport ("fmt""image/color""log""math/rand""time""github.com/hajimehoshi/ebiten/v2""github.com/hajimehoshi/ebiten/v2/ebitenutil""github.com/hajimehoshi/ebiten/v2/inpututil""github.com/hajimehoshi/ebiten/v2/vector"
)// 游戏常量
const (BoardWidth   = 10 // 游戏板宽度BoardHeight  = 10 // 游戏板高度MineCount    = 15 // 地雷数量CellSize     = 30 // 每个格子的大小（像素）ScreenWidth  = BoardWidth * CellSizeScreenHeight = BoardHeight*CellSize + 60 // 额外空间显示状态信息
)// 格子状态
type CellState intconst (CellStateHidden   CellState = iota // 未揭开CellStateRevealed                  // 已揭开CellStateFlagged                   // 已标记
)// 游戏状态
type GameState intconst (GameStatePlaying GameState = iota // 游戏中GameStateWon                      // 胜利GameStateLost                     // 失败
)// 格子结构
type Cell struct {IsMine        bool      // 是否是地雷IsRevealed    bool      // 是否已揭开IsFlagged     bool      // 是否已标记NeighborMines int       // 周围地雷数量State         CellState // 格子状态
}// 游戏结构
type Game struct {board         [][]Cell  // 游戏板state         GameState // 游戏状态firstClick    bool      // 是否第一次点击startTime     time.Time // 游戏开始时间elapsedTime   int       // 游戏经过时间（秒）flagCount     int       // 标记数量revealedCount int       // 已揭开格子数量
}// 创建新游戏
func NewGame() *Game {// 初始化游戏板board := make([][]Cell, BoardHeight)for y := range board {board[y] = make([]Cell, BoardWidth)for x := range board[y] {board[y][x] = Cell{State: CellStateHidden,}}}return &Game{board:         board,state:         GameStatePlaying,firstClick:    true,flagCount:     0,revealedCount: 0,}
}// 放置地雷
func (g *Game) placeMines(avoidX, avoidY int) {minesPlaced := 0for minesPlaced < MineCount {x := rand.Intn(BoardWidth)y := rand.Intn(BoardHeight)// 避免在第一次点击的位置及其周围放置地雷if abs(x-avoidX) <= 1 && abs(y-avoidY) <= 1 {continue}if !g.board[y][x].IsMine {g.board[y][x].IsMine = trueminesPlaced++}}// 计算每个格子周围的地雷数量for y := 0; y < BoardHeight; y++ {for x := 0; x < BoardWidth; x++ {if !g.board[y][x].IsMine {g.board[y][x].NeighborMines = g.countNeighborMines(x, y)}}}
}// 计算周围地雷数量
func (g *Game) countNeighborMines(x, y int) int {count := 0for dy := -1; dy <= 1; dy++ {for dx := -1; dx <= 1; dx++ {if dx == 0 && dy == 0 {continue}nx, ny := x+dx, y+dyif nx >= 0 && nx < BoardWidth && ny >= 0 && ny < BoardHeight {if g.board[ny][nx].IsMine {count++}}}}return count
}// 揭开格子
func (g *Game) revealCell(x, y int) {if x < 0 || x >= BoardWidth || y < 0 || y >= BoardHeight {return}cell := &g.board[y][x]if cell.IsRevealed || cell.IsFlagged {return}cell.IsRevealed = truecell.State = CellStateRevealedg.revealedCount++// 如果踩到地雷，游戏结束if cell.IsMine {g.state = GameStateLostg.revealAllMines()return}// 如果周围没有地雷，自动揭开周围的格子if cell.NeighborMines == 0 {for dy := -1; dy <= 1; dy++ {for dx := -1; dx <= 1; dx++ {if dx == 0 && dy == 0 {continue}g.revealCell(x+dx, y+dy)}}}// 检查是否获胜if g.revealedCount == BoardWidth*BoardHeight-MineCount {g.state = GameStateWong.autoFlagAllMines()}
}// 揭开所有地雷
func (g *Game) revealAllMines() {for y := 0; y < BoardHeight; y++ {for x := 0; x < BoardWidth; x++ {if g.board[y][x].IsMine {g.board[y][x].IsRevealed = trueg.board[y][x].State = CellStateRevealed}}}
}// 自动标记所有地雷
func (g *Game) autoFlagAllMines() {for y := 0; y < BoardHeight; y++ {for x := 0; x < BoardWidth; x++ {cell := &g.board[y][x]if cell.IsMine && !cell.IsFlagged {cell.IsFlagged = truecell.State = CellStateFlaggedg.flagCount++}}}
}// 切换标记状态
func (g *Game) toggleFlag(x, y int) {if x < 0 || x >= BoardWidth || y < 0 || y >= BoardHeight {return}cell := &g.board[y][x]if cell.IsRevealed {return}if cell.IsFlagged {cell.IsFlagged = falsecell.State = CellStateHiddeng.flagCount--} else {cell.IsFlagged = truecell.State = CellStateFlaggedg.flagCount++}
}// 重新开始游戏
func (g *Game) restart() {g.board = make([][]Cell, BoardHeight)for y := range g.board {g.board[y] = make([]Cell, BoardWidth)for x := range g.board[y] {g.board[y][x] = Cell{State: CellStateHidden,}}}g.state = GameStatePlayingg.firstClick = trueg.flagCount = 0g.revealedCount = 0
}// 辅助函数
func abs(x int) int {if x < 0 {return -x}return x
}// Ebiten接口实现
func (g *Game) Update() error {// 更新游戏时间if g.state == GameStatePlaying && !g.firstClick {g.elapsedTime = int(time.Since(g.startTime).Seconds())}// 处理输入if inpututil.IsKeyJustPressed(ebiten.KeyR) {g.restart()return nil}if g.state != GameStatePlaying {return nil}// 处理鼠标点击if inpututil.IsMouseButtonJustPressed(ebiten.MouseButtonLeft) {x, y := ebiten.CursorPosition()cellX := x / CellSizecellY := y / CellSizeif cellX >= 0 && cellX < BoardWidth && cellY >= 0 && cellY < BoardHeight {if g.firstClick {g.placeMines(cellX, cellY)g.startTime = time.Now()g.firstClick = false}g.revealCell(cellX, cellY)}}if inpututil.IsMouseButtonJustPressed(ebiten.MouseButtonRight) {x, y := ebiten.CursorPosition()cellX := x / CellSizecellY := y / CellSizeif cellX >= 0 && cellX < BoardWidth && cellY >= 0 && cellY < BoardHeight {if g.firstClick {g.placeMines(cellX, cellY)g.startTime = time.Now()g.firstClick = false}g.toggleFlag(cellX, cellY)}}return nil
}func (g *Game) Draw(screen *ebiten.Image) {// 绘制游戏板for y := 0; y < BoardHeight; y++ {for x := 0; x < BoardWidth; x++ {cell := g.board[y][x]cellX := x * CellSizecellY := y * CellSize// 绘制格子背景if cell.IsRevealed {if cell.IsMine {// 地雷 - 红色vector.FillRect(screen, float32(cellX), float32(cellY), CellSize, CellSize, colorRed, true)} else {// 已揭开的格子 - 浅灰色vector.FillRect(screen, float32(cellX), float32(cellY), CellSize, CellSize, colorLightGray, true)}} else if cell.IsFlagged {// 标记的格子 - 黄色vector.FillRect(screen, float32(cellX), float32(cellY), CellSize, CellSize, colorYellow, true)} else {// 未揭开的格子 - 深灰色vector.FillRect(screen, float32(cellX), float32(cellY), CellSize, CellSize, colorDarkGray, true)}// 绘制格子边框vector.FillRect(screen, float32(cellX), float32(cellY), CellSize, 1, colorBlack, true)vector.FillRect(screen, float32(cellX), float32(cellY), 1, CellSize, colorBlack, true)vector.FillRect(screen, float32(cellX+CellSize-1), float32(cellY), 1, CellSize, colorBlack, true)vector.FillRect(screen, float32(cellX), float32(cellY+CellSize-1), CellSize, 1, colorBlack, true)// 绘制数字或标记if cell.IsRevealed && !cell.IsMine && cell.NeighborMines > 0 {text := fmt.Sprintf("%d", cell.NeighborMines)ebitenutil.DebugPrintAt(screen, text, cellX+CellSize/2-4, cellY+CellSize/2-8)} else if cell.IsFlagged {ebitenutil.DebugPrintAt(screen, "F", cellX+CellSize/2-4, cellY+CellSize/2-8)} else if cell.IsRevealed && cell.IsMine {ebitenutil.DebugPrintAt(screen, "M", cellX+CellSize/2-4, cellY+CellSize/2-8)}}}// 绘制状态信息statusY := BoardHeight*CellSize + 10statusText := fmt.Sprintf("landmine: %d  mark: %d  time: %ds", MineCount-g.flagCount, g.flagCount, g.elapsedTime)ebitenutil.DebugPrintAt(screen, statusText, 10, statusY)// 绘制游戏状态switch g.state {case GameStateWon:ebitenutil.DebugPrintAt(screen, "You Win! Click R please", 10, statusY+20)case GameStateLost:ebitenutil.DebugPrintAt(screen, "Game Over! Click R please", 10, statusY+20)default:ebitenutil.DebugPrintAt(screen, "Left-click to uncover, right-click to mark", 10, statusY+20)}
}func (g *Game) Layout(outsideWidth, outsideHeight int) (screenWidth, screenHeight int) {return ScreenWidth, ScreenHeight
}// 颜色定义
var (colorBlack     = color.RGBA{0, 0, 0, 255}colorRed       = color.RGBA{255, 0, 0, 255}colorYellow    = color.RGBA{255, 255, 0, 255}colorDarkGray  = color.RGBA{128, 128, 128, 255}colorLightGray = color.RGBA{192, 192, 192, 255}
)func main() {game := NewGame()ebiten.SetWindowSize(ScreenWidth, ScreenHeight)ebiten.SetWindowTitle("扫雷游戏")if err := ebiten.RunGame(game); err != nil {log.Fatal(err)}
}
http://www.dtcms.com/a/581578.html

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