Dynamically Sized Maze

From RogueBasin
Revision as of 17:47, 1 January 2015 by Jamala (talk | contribs)
Jump to navigation Jump to search

This article will describe a technique to build mazes that can grow in all directions, differently from a traditional, fixed-size maze.

Example

$ ./dynamic.pl 250 1419689539
######################################################
############ ! ! ! !##################################
##########_     _   _!################################
############_!_!  _ _! !##############################
############_   _!  _   _! !##########################
############_    ! ! !_ _   _!########################
##############_! ! !   !  _ _!###### ! ! ! !##########
############_   _!_ _! !_   _!## ! !   !    _! ! !####
############_     _!  _!  _ _!_   _ _!_ _!_ _ _   _!##
##############_!  _!  _!    _!_  ! ! !  _ _  !  _ _!##
##############_  !  _ _!_!  _! !_ _  ! !  _! !    _!##
##############_  !  _!##_   _!  _  ! ! !  _ _!_!  _!##
##############_     _!##_      !  _! ! !_  !   !  _!##
################_!_!######_!_!_!_  ! ! !_    !    _!##
############################_   _ _! !  _!_!_!_!_!####
############################_        !  _!############
##############################_!_!_!_!  _!############
##################################_     _!############
######################## ! ! ! ! !_  !_!##############
#################### !_ _ _  !  _  !  _!##############
##################_     _  ! !_  !    _! ! !##########
##################_  !_  ! !_  ! !_!_!  _   _!########
##################_  ! ! !_ _! ! !   !  _!  _!########
##################_ _  !_      !   !    _!  _!########
############ ! !##_   _ _!_!_!_!_!_!_!_!_   _!########
########## !    _! !  _!################_   _!########
######## !  _!_ _     _!##############_     _!########
#### ! !  _!    _!_!_!################_  !_!##########
##_   _ _!  _!  _!#### ! ! !########_   _ _! !########
##_ _ _  ! !_  ! ! !_   _  ! ! ! !##_     _   _!######
####_   _!   !_        !_     _  ! !##_!_!    _!######
####_ _  !_!   !_!_!_!_!##_!_! !_  !_      !_!########
######_  ! !_!  _!##########_   _ _!_  !_!_!##########
######_         _!##########_   _  !    _!############
########_!_!_!_!##############_!_    !_!##############
##################################_!_!################
######################################################

Source code

#!/usr/bin/env perl

use strict;
use warnings;

no warnings 'uninitialized';
no warnings 'recursion';

use List::Util qw/min max shuffle/;

# Command-line options

my $CELLS = $ARGV[0] || 250;
my $SEED  = $ARGV[1] || time();

srand($SEED);

# Constants

my %DIRECTIONS = (
    N => { dy => -1, opposite => 'S' },
    S => { dy => 1,  opposite => 'N' },
    E => { dx => 1,  opposite => 'W' },
    W => { dx => -1, opposite => 'E' },
);

# Variables

my $map = {};
my ( $min_x, $min_y, $max_x, $max_y ) = ( 0, 0, 0, 0 );
my $count = 0;

# Code

carve( 0, 0, 'E' );
print output();

print "$0 $CELLS $SEED # => ( $min_x, $min_y, $max_x, $max_y )\n";

sub carve {
    my ( $x0, $y0, $direction ) = @_;

    my $x1 = $x0 + $DIRECTIONS{$direction}{dx};
    my $y1 = $y0 + $DIRECTIONS{$direction}{dy};

    return if defined $map->{$y1}{$x1};    # already visited

    $min_x = min( $min_x, $x1 );
    $max_x = max( $max_x, $x1 );

    $min_y = min( $min_y, $y1 );
    $max_y = max( $max_y, $y1 );

    $map->{$y0}{$x0}{$direction} = 1;
    $map->{$y1}{$x1}{ $DIRECTIONS{$direction}{opposite} } = 1;

    return if $count++ > $CELLS;

    for my $new_direction ( shuffle keys %DIRECTIONS ) {
        carve( $x1, $y1, $new_direction );
    }
}

sub output {
    my $output = '';
    for my $y ( $min_y - 1 .. $max_y + 1 ) {
        for my $x ( $min_x - 1 .. $max_x + 1 ) {
            if ( ref $map->{$y}{$x} ) {
                $output .= $map->{$y}{$x}{S} ? ' ' : '_';
                $output .= $map->{$y}{$x}{E} ? ' ' : '!';
            }
            else {
                $output .= '##';
            }
        }
        $output .= "\n";
    }
    return $output;
}

Description

  1. Start carving from (x0,y0) into a random direction.
  2. Calculate the new coordinates (x1,y1).
  3. Return if the new position was already visited.
  4. Repeat the process from the new position, trying all possible directions.

It is important to count the number of steps ($count), so we can exit the routine when the maze reaches the desired size ($CELLS). (Otherwise the maze would keep growing forever). Since the maze can become very sparse, we store the positions in a hash table instead of an array.

Usage

$ ./dynamic.pl [length] [random seed]

More examples

$ ./dynamic.pl 250 1419687187
################################## ! !########################################
################################_    ! ! ! !##################################
################################_  !_ _ _   _!################################
################################_  !  _!  _ _!################################
################################_  !  _   _!##################################
##############################_   _!  _!_!#################### ! ! !##########
##############################_  ! ! ! !####################_       _! !######
##############################_  !_ _  ! !####################_!_!      _!####
##############################_      !_   _!################_    !_!_!  _! !##
############################## !_!_! !  _ _!###### ! ! !##_   _!_  !_ _ _   _!
############################_   _ _ _!  _!######_   _   _!_    !_  !_   _   _!
##########################_   _!  _ _! ! ! !## !_  !  _ _!##_!_  ! !_ _  !_!##
##########################_  !  _  !  _ _  !_   _ _!  _! !_   _ _! !_     _!##
##########################_  !_ _!_ _!   !_    !_   _!_   _ _!  _ _!   !_!####
########################_   _!  _      !   !_!_!_  !    _!  _ _!_   _!_!######
########################_       _!_!_!_!_!    _!_    !_!_ _  !   !_ _   _!####
##########################_!_!_!######## !_!  _!##_!_!####_    !        _!####
################################ ! ! !_       _!############_!_!_!_!_!_!######
##############################_   _  !   !_!_!################################
################## ! !########_  ! ! ! !_!####################################
################_    ! ! !##_   _!_ _ _ _! ! !################################
################_  !  _   _!_   _ _   _ _ _   _!##############################
################_  !_! !  _!##_!   !_ _ _ _!  _!##############################
################_  !_   _! ! !_  !      _  !_   _!############################
############ ! !_ _  !    _  !_  !_!_!_!_       _!############################
##########_    !_    !_!_!_       _!######_!_!_!##############################
##########_  !     !_!######_!_!_!############################################
#### ! !##_  !_!_!_!##########################################################
##_    !_     _!##############################################################
_   _!_    !_!################################################################
_ _ _  !_!_!##################################################################
_    !  _!####################################################################
_  !_   _!####################################################################
_ _  !_!######################################################################
_     _!######################################################################
##_!_!########################################################################
$ ./dynamic.pl 250 1419687341
######## ! !############################################################
#### !_     _!##########################################################
##_   _ _! ! ! ! !######################################################
_   _!_ _     _  ! ! ! ! !##############################################
_        !_!_!_     _ _  ! ! ! !########################################
##_!_!_!  _! !##_!_!_   _!  _   _!######################################
######_       _!####_  !  _!  _! ! !####################################
########_!_!    _!##_   _!  _!  _   _!#################### ! !##########
############_!    _!##_!_  !_  !  _ _!########## ! !####_    ! ! ! ! !##
############ !_!  _!####_   _ _!  _!##########_    ! ! !_  !          _!
######## !_       _!######_!_   _ _!#### ! ! !_  !  _ _  ! !_!_!_!_!_!##
######_      !_!_!########## !_   _!##_   _  !   !_!_   _!  _!##########
####_    !_!_!######## ! ! !   !  _!##_    !   !_!##_       _!##########
####_  !_! !########_   _ _ _!_ _ _!####_! !_!_!######_!_!_!############
####_       _!######_   _  ! ! ! ! ! ! !_   _!##########################
######_!_!  _!########_!_           _  !    _!##########################
########_   _!############_!_!_!_!_!_    !_!############################
######_   _ _!#### ! ! ! ! !##########_!_!##############################
######_ _   _!##_   _       _!##########################################
####_   _ _ _! ! !  _!_!_!  _!##########################################
####_ _ _  !  _   _ _! !_   _!##########################################
####_     _!  _!_!  _       _!##########################################
####_  !_!  _ _!_    !_!_!_!############################################
####_       _!####_!  _!################################################
######_!_!_!####_   _ _!################################################
################_ _   _!################################################
###### ! ! ! !##_     _!################################################
## !_     _  !_   _!_!##################################################
_   _  !_!_  !_ _ _   _!################################################
_    !_! !_  !  _  !  _!################################################
##_!    _  ! ! ! ! !  _! !##############################################
####_!_!  _!_ _!  _!  _   _!############################################
######_ _!   !  _!_ _!    _!############################################
####_   _ _!_ _!_    ! !_!##############################################
####_   _  !   !_  !    _!##############################################
######_!_  ! ! !   !_!_!################################################
########_  ! !   !_!####################################################
########_    !_!_!######################################################
##########_!_!##########################################################
$ ./dynamic.pl 250 1419687903
############## ! !######################################################################################################
########## ! !    _!####################################################################################################
########_   _ _!  _!####################################################################################################
########_ _ _  !_   _! !######################################################## ! !####################################
########_   _ _ _! !    _!############################################## ! ! ! !    _!##################################
########_  ! !  _ _! !  _! ! ! !###### ! ! ! !######## ! ! ! !######## !   !  _  !    _! ! ! ! !########################
########_ _  !_  !  _! !   !    _! ! !  _     _! !##_   _ _   _!####_   _!    _!_!_!            _!######################
######## ! ! !  _!  _! ! !_  !     !  _ _!_!      _! !  _!  _ _!####_   _!_!_!######_!_!_!_!_!    _!########## ! ! ! !##
###### !  _ _!_ _ _ _!    _!_!_!_!    _!####_!_!        _! !    _!##_  ! ! !##################_!    _! !####_   _ _   _!
####_   _! ! ! ! ! !##_!_!########_!_!##########_!_!_!_!_    !    _! ! !    _!##################_!      _! !_   _!    _!
####_ _ _  !  _ _   _!####################################_!_!_!     !_ _!  _!####################_!_!      _! !  _!_!##
######_   _!_  ! !  _!##########################################_!_!        _!########################_!_! !  _!_   _!##
###### !_ _ _ _!  _ _!##############################################_!_!_!_!############################_    !      _!##
## ! !    _!   !_   _!################################################################################## !_!_! !_!_!####
_      !     ! !  _ _!################################################################################_    !    _!######
##_!_!_!_!_!_!    _!################################################################################_   _! ! !_!########
##############_!_!##################################################################################_  !_     _!########
####################################################################################################_    !_!_! ! !######
######################################################################################################_! !   !    _!####
######################################################################################################_    ! ! !  _!####
################################################################################################ ! ! !##_!_!_  !_   _!##
##############################################################################################_   _  !_   _  ! ! !  _!##
################################################################################################_!_      !_  ! ! !  _!##
####################################################################################################_!_!_! ! ! ! !  _!##
########################################################################################################_   _! ! !  _!##
########################################################################################################_ _  !_  !  _!##
##########################################################################################################_ _  !_!  _!##
############################################################################################################_       _!##
##############################################################################################################_!_!_!####