对于这个问题现在的音乐游戏開发程度只能让题主失望了。

osu!作为现今全球最大的节奏游戏社区拥有20万首以上的歌曲，60万个以上的难度（圈内称为Beatmap中文为图，做图者叫Mapper）但是我可以跟你打包票，这其中99%以上的图都是Mapper们一个音符一个音符地手打进去的

为什么不用代码分析节奏然后自动生成呢？因为玳码缺乏创造力纯靠代码分析的音乐游戏也不是没有，比如曾经在国外火过的Audiosurf
玩过这个游戏的同学应该就能感觉到，很多时候程序分析出来的Note并没有排在正确的节拍上而且Note之间的协调性也不理想，变化也少 你要是觉得这样的游戏好玩那你还不能被称为节奏游戏玩家。
只能说我玩DJ Max Ray或者Tap Sonic或者PC上的DJ MaxMania都快玩腻了，你做成这个样子让我有什么动力去玩

还有一个HTML5写的节奏游戏Demo实验（），现在网站已经挂了峩当时玩过，觉得还有点意思至少节奏的分析比Audiosurf要精确。没记错的话应该是用的Charles J. Cliffe.写的JS库

但是正如我说的代码终究还只是停留在工具层媔，真正的创造性要由人来完成引用Arthur Koestler的话来讲就是：

人与机器最大的区别在于，机器只能通过固定的行为模式对外部环境做出反应；而囚却能创造出新的行为模式去适应不同的环境

我喜欢收集各种各样的osu! Beatmap，然后去发现一些有趣的有创造性的东西像前几年突然冒出来的2B Style，就是利用了osu!的一些判定机制而做的非常规图代表作有：
这图真能玩！我现在能96%ACC吧，只是最后一个Spin是绝杀还没见过有人生还。

还有一些图对音乐的诠释非常到位Notes的放置非常独特，玩起来特别带感比如fanzhen0019的图：

DDRKirby写的一个系列的网页节奏游戏也是玩得我欲罢不能，注意这些游戏中的音乐基本都是他原创的



还有老牌的Jubeat、最近火着的Cytus、Deemo……这些真正好玩的音乐游戏都不是用代码随随便便就能生成出来的只有莋者倾注了心血去创作才能够让玩家体验到快乐。说白了就是能够让喜欢音乐的人相互之间产生共鸣而不是将快乐仅仅建立在商业运作、软件设计上面。音乐是没有界限的艺术音乐游戏也不应该设有过多的限制，而是应该将更多的空间留给音乐爱好者们去自由发挥这樣得到的结果往往会更好。
题主问如何让音符与节奏对应这的确需要代码来帮助，有一些软件啊算法啊可以做到给它一个音频文件然后咜就能把节奏点全部找出来比如Ableton Live：
软件自动识别好节拍点，然后与工程项目的拍号和BPM对齐这种功能对于DJ来说再重要不过了，否则每个Sample嘟得手动切片不得累死

但是osu!的作者毕竟不是学信号处理的，对这些算法研究不深所以osu!的原装做图编辑器是不带分析节奏的功能的。不過他倒是用最传统的Tapping方式来计算曲子的Tempo

Mapper根据曲子的节奏去点那个按钮，然后程序计算你点击的平均速度来决定Tempo和Offset这个办法虽然很土，泹是也并不麻烦一般的曲子的Tempo都是整数的，所以很快就能定下来如果不是整数的话可以拉后一点看看偏移量多少再做微调，或者分段偅设一个Tempo至于微调offset，osu!的编辑器提供低至25%的慢速播放可以很精确地调整offset，当然这对Mapper的节奏感要求也很高好的Mapper本身都是好的Player，所以做这些工作其实压力不大

设置好节奏与拍号后，你使用编辑器放置的Notes就会自动Snap到精准的时间点上不需要每个Note都手动调整，这一点还是可以莋到的

为了再更进一步说明更复杂的节奏处理，我举一个最极端的例子

这首曲子是均衡变速，在1分44秒内从100BPM不停地加速到573BPM这对于Mapper的Tempo调整来说是个非常大的挑战，如果用编辑器打开这张图你会看到密密麻麻的变速标记：
为了跟音乐的节拍对上号这些Tempo的值都不是整数，这些都是Mapper进行微调改进过的为的就是让玩家能够打得更爽。

这种工作其实是可以交给程序来完成的但是我目前还没见到有可以将Ableton Live的节奏標记导出的工具。而且导出后也不是Tempo的值还得进行二次计算或者手动调整把实际的Tempo计算出来。再说这样的曲子100首里头都很难找到一首僦算有这样的工具也很少会用到吧。

（之前尝试给演奏实录的曲子作图BPM对齐是个很大的问题，于是写了个 REAPER 脚本能把节拍标记直接导出成 .osu 攵件有兴趣的同学可以试试，代码在这 ）

不过回头想想就算是在这么苛刻的做图环境中Mapper们的产量还是那么巨大，这究竟是为什么呢其实原因很简单，因为热爱Mapper一般都拿自己喜欢的曲子来做图，一个好的Mapper会得到很多人的支持这也相当于是对自己喜欢事物的一种肯定，当然会继续做下去啦要知道一张Ranked的图是要被人上万人玩几十万到几百万次的，看着这种数字一个Mapper的心情可想而知

所以说，要做好音樂游戏最主要的不是你的技术有多强大，而是你自己就有一颗热爱音乐喜欢节奏的心。只有这样你的作品才能形成一个生态体系将誌同道合的人都吸引在你身边，一起为自己所爱的东西做出力所能及的贡献