generate mazes

SobolevNS/docs/data/task2_maze/generate_mazes.py

@@ -0,0 +1,146 @@
+"""
+generate_mazes.py - генерирует тестовые лабиринты в mazes/.
+
+Состав:
+    small_10x10.txt   - маленький с простым путём
+    medium_50x50.txt  - средний с тупиками (DFS-генератор)
+    large_100x100.txt - большой запутанный (DFS-генератор)
+    empty_30x30.txt   - без стен внутри (только периметр)
+    nopath_15x15.txt  - без пути от S до E (выход замурован)
+    weighted_30x30.txt - со взвешенными клетками (асфальт/песок/болото)
+"""
+
+import os
+import random
+
+random.seed(2024)
+
+MAZES_DIR = "mazes"
+os.makedirs(MAZES_DIR, exist_ok=True)
+
+
+def write(name, lines):
+    path = os.path.join(MAZES_DIR, name)
+    with open(path, "w", encoding="utf-8") as f:
+        f.write("\n".join(lines) + "\n")
+    print("written:", path, f"({len(lines)} строк, ширина {len(lines[0])})")
+
+
+def make_small():
+    """Маленький лабиринт 10x10, ручной."""
+    raw = [
+        "##########",
+        "#S       #",
+        "# ###### #",
+        "#      # #",
+        "###### # #",
+        "#    # # #",
+        "# ## # # #",
+        "# #    # #",
+        "# #####  E",
+        "##########",
+    ]
+    write("small_10x10.txt", raw)
+
+
+def _carve_perfect_maze(w, h, rng):
+    """Генератор «идеального» лабиринта DFS (recursive backtracker),
+    итеративный - чтобы не упасть в RecursionError на больших размерах."""
+    grid = [['#'] * w for _ in range(h)]
+    grid[1][1] = ' '
+    stack = [(1, 1)]
+    while stack:
+        x, y = stack[-1]
+        dirs = [(0, -2), (0, 2), (-2, 0), (2, 0)]
+        rng.shuffle(dirs)
+        carved = False
+        for dx, dy in dirs:
+            nx, ny = x + dx, y + dy
+            if 0 < nx < w - 1 and 0 < ny < h - 1 and grid[ny][nx] == '#':
+                grid[y + dy // 2][x + dx // 2] = ' '
+                grid[ny][nx] = ' '
+                stack.append((nx, ny))
+                carved = True
+                break
+        if not carved:
+            stack.pop()
+    return grid
+
+
+def make_with_generator(name, w, h):
+    """Создаёт перфектный лабиринт и расставляет S/E в противоположных углах."""
+    rng = random.Random(hash(name) & 0xFFFF)
+    grid = _carve_perfect_maze(w, h, rng)
+    grid[1][1] = 'S'
+    grid[h - 2][w - 2] = 'E'
+    lines = ["".join(row) for row in grid]
+    write(name, lines)
+
+
+def make_empty(name, w, h):
+    """Пустая комната - только периметр."""
+    lines = []
+    for y in range(h):
+        if y == 0 or y == h - 1:
+            lines.append('#' * w)
+        else:
+            lines.append('#' + ' ' * (w - 2) + '#')
+    # старт в левом верхнем углу, выход в правом нижнем
+    row = list(lines[1]); row[1] = 'S'; lines[1] = "".join(row)
+    row = list(lines[h - 2]); row[w - 2] = 'E'; lines[h - 2] = "".join(row)
+    write(name, lines)
+
+
+def make_nopath(name, w=15, h=15):
+    """Лабиринт, в котором выход замурован - пути нет."""
+    lines = ['#' * w]
+    for y in range(1, h - 1):
+        lines.append('#' + ' ' * (w - 2) + '#')
+    lines.append('#' * w)
+    # S слева сверху
+    row = list(lines[1]); row[1] = 'S'; lines[1] = "".join(row)
+    # E в правой нижней клетке, но обнесён стенами с двух сторон
+    # делаем «коробочку» 3x3 вокруг E с одним зазором, который мы тут же закроем
+    ex, ey = w - 2, h - 2
+    # сначала откроем коробочку из стен 1 клетка по периметру вокруг E
+    # построим коробочку: на (ex-1, ey-1)..(ex+1, ey+1) поставим '#' кроме E
+    for yy in range(ey - 1, ey + 2):
+        for xx in range(ex - 1, ex + 2):
+            if 0 <= xx < w and 0 <= yy < h and not (xx == ex and yy == ey):
+                row = list(lines[yy]); row[xx] = '#'; lines[yy] = "".join(row)
+    row = list(lines[ey]); row[ex] = 'E'; lines[ey] = "".join(row)
+    write(name, lines)
+
+
+def make_weighted(name, w=30, h=30):
+    """Перфектный лабиринт + случайные взвешенные клетки на проходимых местах."""
+    rng = random.Random(7)
+    grid = _carve_perfect_maze(w | 1, h | 1, rng)
+    # Перекрасим часть проходов в '.', ',' и '~'
+    for y, row in enumerate(grid):
+        for x, ch in enumerate(row):
+            if ch == ' ':
+                r = rng.random()
+                if r < 0.65:
+                    grid[y][x] = ' '   # асфальт (1)
+                elif r < 0.90:
+                    grid[y][x] = ','   # песок (2)
+                else:
+                    grid[y][x] = '~'   # болото (3)
+    grid[1][1] = 'S'
+    grid[len(grid) - 2][len(grid[0]) - 2] = 'E'
+    lines = ["".join(row) for row in grid]
+    write(name, lines)
+
+
+def main():
+    make_small()
+    make_with_generator("medium_51x51.txt", 51, 51)
+    make_with_generator("large_101x101.txt", 101, 101)
+    make_empty("empty_30x30.txt", 30, 30)
+    make_nopath("nopath_15x15.txt", 15, 15)
+    make_weighted("weighted_31x31.txt", 31, 31)
+
+
+if __name__ == "__main__":
+    main()

SobolevNS/docs/data/task2_maze/generate_weighted_choice.py

@@ -0,0 +1,19 @@
+"""generate_weighted_choice.py - создаёт лабиринт, где Dijkstra/A* реально
+обходят 'болото' и находят более дешёвый путь, чем BFS."""
+W, H = 21, 13
+grid = [[' '] * W for _ in range(H)]
+# периметр
+for x in range(W):
+    grid[0][x] = '#'; grid[H-1][x] = '#'
+for y in range(H):
+    grid[y][0] = '#'; grid[y][W-1] = '#'
+# центральное болото 5х5 (вес 3)
+for y in range(4, 9):
+    for x in range(8, 13):
+        grid[y][x] = '~'
+# старт слева в центре, выход справа в центре
+grid[H//2][1] = 'S'
+grid[H//2][W-2] = 'E'
+with open('mazes/weighted_choice.txt','w') as f:
+    f.write('\n'.join(''.join(row) for row in grid) + '\n')
+print(open('mazes/weighted_choice.txt').read())