一步一步开发Game服务器（五）地图寻路
目前大多数使用的寻路算法有哪些？
目前市面上大部分游戏的寻路算法是A*，或者B*。
A*通常所说的是最优算法也就是寻找最短路径。B*碰撞式算法也就是，也就是不断的去碰撞能走就走，不管是不是绕路。当然以上都是我的理解。
我这里只描述一下A*算法的一部分。
通常A*算法分为四方向和八方向计算。
现目前的游戏方式来看不管是2D还是2.5D，还是3D，几乎都采用8方向方式，也有游戏是采用360°点位方式。
本文重点剖析8方向的。
先来看一个效果图
图中你看到的图案表示非阻挡地区，其余是阻挡地区。
绿色的线是表示寻路走过路线。
寻路步骤
1. 从起点A开始, 把它作为待处理的方格存入一个"开启列表", 开启列表就是一个等待检查方格的列表.
2. 寻找起点A周围可以到达的方格, 将它们放入"开启列表", 并设置它们的"父方格"为A.
3. 从"开启列表"中删除起点 A, 并将起点 A 加入"关闭列表", "关闭列表"中存放的都是不需要再次检查的方格
原谅我盗用了园友的图。
图中浅绿色描边的方块表示已经加入 "开启列表" 等待检查. 淡蓝色描边的起点 A 表示已经放入 "关闭列表" , 它不需要再执行检查.
从 "开启列表" 中找出相对最靠谱的方块, 什么是最靠谱? 它们通过公式 F=G+H 来计算.
废话不多说了，直接来源码
源码来之园友，但是稍作修改。修改1，原本算法不支持复杂地形图。修改2，原本算法foreach List列表，改为for循环，倒入循环。因为每一次的寻路下一个节点的时候8方向都是上一个节点。修改3，修改单例模式。
来一张大图看看目前我的地形图
源码
public class FindWayManager
{
static readonly FindWayManager instance = new FindWayManager();
public static FindWayManager Instance { get { return instance; } }
/// <summary>
/// 阻挡点配置，，
/// </summary>
;
//从开启列表查找F值最小的节点
private Point GetMinFFromOpenList(List<Point> Open_List)
{
Point Pmin = null;
int count = Open_List.Count;
; i >= ; i--)
{
if (Pmin == null || Pmin.G + Pmin.H > Open_List[i].G + Open_List[i].H)
Pmin = Open_List[i];
}
return Pmin;
}
//判断关闭列表是否包含一个坐标的点
private bool IsInCloseList(int x, int y, List<Point> Close_List)
{
)
{
return false;
}
int count = Close_List.Count;
; i >= ; i--)
{
if (Close_List[i].X == x && Close_List[i].Y == y)
return true;
}
return false;
}
//从关闭列表返回对应坐标的点
private Point GetPointFromCloseList(int x, int y, List<Point> Close_List)
{
int count = Close_List.Count;
; i >= ; i--)
{
if (Close_List[i].X == x && Close_List[i].Y == y)
return Close_List[i];
}
return null;
}
//判断开启列表是否包含一个坐标的点
private bool IsInOpenList(int x, int y, List<Point> Open_List)
{
int count = Open_List.Count;
; i >= ; i--)
{
if (Open_List[i].X == x && Open_List[i].Y == y)
return true;
}
return false;
}
//从开启列表返回对应坐标的点
private Point GetPointFromOpenList(int x, int y, List<Point> Open_List)
{
int count = Open_List.Count;
; i >= ; i--)
{
if (Open_List[i].X == x && Open_List[i].Y == y)
return Open_List[i];
}
return null;
}
//计算某个点的G值
private int GetG(Point p)
{
;
;
;
}
//计算某个点的H值
private int GetH(Point p, Point pb)
{
return Math.Abs(p.X - pb.X) + Math.Abs(p.Y - pb.Y);
}
//检查当前节点附近的节点
private void CheckP8(Point p0, byte[,] map, Point pa, Point pb, List<Point> Open_List, List<Point> Close_List)
{
//这里的循环其实就是8方向判断
; xt <= p0.X + ; xt++)
{
; yt <= p0.Y + ; yt++)
{
//排除超过边界和等于自身的点
&& xt < map.GetLongLength() && yt >= && yt < map.GetLongLength()) && !(xt == p0.X && yt == p0.Y))
{
//排除障碍点和关闭列表中的点
if (map[yt, xt] != BlockConst && !IsInCloseList(xt, yt, Close_List))
{
Point pt = GetPointFromOpenList(xt, yt, Open_List);
if (pt != null)
{
//如果节点在开启列表中更新带价值
;
;
;
if (G_new < pt.G)
{
//Open_List.Remove(pt);
pt.Next = p0;
pt.G = G_new;
//Open_List.Add(pt);
}
}
else
{
//不在开启列表中,如果不存在创建添加到开启列表中
pt = new Point();
pt.X = xt;
pt.Y = yt;
pt.Next = p0;
pt.G = GetG(pt);
pt.H = GetH(pt, pb);
Open_List.Add(pt);
}
}
}
}
}
}
public Point FindWay(byte[,] r, int sx, int sz, int ex, int ez)
{
//定义出发位置
Point pa = new Point();
pa.X = sx;
pa.Y = sz;
//定义目的地
Point pb = new Point();
pb.X = ex;
pb.Y = ez;
//如果点超出范围，或者是阻挡点
< pb.X && pb.X < r.GetLength()
&& < pa.X && pa.X < r.GetLength()
&& < pb.Y && pb.Y < r.GetLength()
&& < pa.Y && pa.Y < r.GetLength()
&& !CheckBlocking(r, pa)
&& !CheckBlocking(r, pb))
{
//开启列表
List<Point> Open_List = new List<Point>();
//关闭列表
List<Point> Close_List = new List<Point>();
Open_List.Add(pa);
))
{
Point p0 = GetMinFFromOpenList(Open_List);
if (p0 == null) return null;
Open_List.Remove(p0);
Close_List.Add(p0);
CheckP8(p0, r, pa, pb, Open_List, Close_List);
}
Point p = GetPointFromOpenList(pb.X, pb.Y, Open_List);
return Reverse(p);
}
return null;
}
Point Reverse(Point point)
{
//新节点
Point newNode = null;
//当前节点
Point current = point;
while (current != null)
{
//取当前节点的下一个，放入临时节点中
Point temp = current.Next;
//将当前节点的下一个设置为新节点
//(第一次将设置为null，也对着呢，因为第一个节点将作为尾节点)
current.Next = newNode;
//把当前节点给新节点
newNode = current;
//把临时节点给当前节点（就是取当前节点的下一个而已）
current = temp;
}
//将最后的新节点给头节点
return newNode;
}
public bool CheckBlocking(byte[,] r, Point point)
{
return CheckBlocking(r, point.X, point.Y);
}
public bool CheckBlocking(byte[,] r, int x, int y)
{
return r[y, x] == BlockConst;
}
public void PrintMap(byte[,] r)
{
Console.Clear();
Console.ForegroundColor = ConsoleColor.Gray;
; y < r.GetLongLength(); y++)//Y轴
{
; x < r.GetLongLength(); x++)//X轴
{
Console.Write(r[y, x]);
}
Console.Write("\n");
}
}
public void PrintWay(byte[,] r, Point way)
{
Console.ForegroundColor = ConsoleColor.Green;
while (way != null)
{
Console.CursorLeft = way.X;
Console.CursorTop = way.Y;
Console.Write(");
System.Threading.Thread.Sleep();
way = way.Next;
}
Console.ForegroundColor = ConsoleColor.Gray;
}
bool check(int x, int y, Point way)
{
Point f = way;
while (f != null)
{
if (f.X == x && f.Y == y)
{
return true;
}
f = f.Next;
}
return false;
}
}
public class Point
{
//坐标点
public int Y { get; set; }
//坐标点
public int X { get; set; }
//从起点到当前点的代价
public int G { get; set; }
//从终点到当前点的代价
public int H { get; set; }
public Point()
{
}
public Point Next { get; set; }
}
由于地图阻挡点配置是由工具决定的，所以我根据我这里的方式来创建测试代码
using System;
using System.Collections.Generic;
using System.Linq;
using System.Text;
using System.Threading.Tasks;
using System.Xml.Serialization;
namespace ConsoleApplication1
{
[XmlRootAttribute("SceneInfo_Server")]
[Serializable]
public class MapBlockConfig
{
public MapBlockConfig()
{
}
[XmlAttribute("MapID")]
public int MapID { get; set; }
[XmlElement("WalkSetting")]
public WalkSetting Walk { get; set; }
[Serializable]
public class WalkSetting
{
public WalkSetting()
{
}
[XmlAttribute("RZLEN")]
public int Rzlen { get; set; }
[XmlAttribute("RXLEN")]
public int Rxlen { get; set; }
[XmlAttribute("STARTX")]
public int Startx { get; set; }
[XmlAttribute("STARTY")]
public int Starty { get; set; }
[XmlAttribute("STARTZ")]
public int Startz { get; set; }
[XmlAttribute("BLOCKINFO")]
public String Blockinfo { get; set; }
}
}
}
阻挡配置
<?xml version="1.0" encoding="utf-8"?> <SceneInfo_Server xmlns:xsi="http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance" xmlns:xsd="http://www.w3.org/2001/XMLSchema" MapID="3501"> <WalkSetting RZLEN="120" RXLEN="120" STARTX="0" STARTY="200" STARTZ="0" 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/> </SceneInfo_Server>
测试代码
ConsoleApplication1.MapBlockConfig block = new ConsoleApplication1.MapBlockConfig();
System.Xml.Serialization.XmlSerializer xml = new System.Xml.Serialization.XmlSerializer(block.GetType());
System.IO.FileStream fs = new System.IO.FileStream("3501.block.xml", System.IO.FileMode.Open);
block = (ConsoleApplication1.MapBlockConfig)xml.Deserialize(fs);
fs.Dispose();
R = new byte[block.Walk.Rzlen, block.Walk.Rxlen];
; z < block.Walk.Rzlen; z++)
{
; x < block.Walk.Rxlen; x++)
{
char item = block.Walk.Blockinfo[block.Walk.Rxlen * z + x];
R[z, x] = Convert.ToByte(item + "");
}
}
List<int[]> ss = new List<int[]>();//{ { 7, 60, 55, 55 } };
ss.Add(, , , });
ss.Add(, , , });
ss.Add(, , , });
Random ran = new Random();
Console.ReadLine();
FindWayManager.Instance.PrintMap(R);
Console.ReadLine();
while (true)
{
FindWayManager.Instance.PrintMap(R);
Point way = null;
System.Diagnostics.Stopwatch watch = new System.Diagnostics.Stopwatch();
watch.Start();
int index = ran.Next(ss.Count);
int[] points = ss[index];
way = FindWayManager.Instance.FindWay(R, points[], points[], points[], points[]);
watch.Stop();
Console.Title = "寻路用时：" + (watch.ElapsedMilliseconds);
FindWayManager.Instance.PrintWay(R, way);
System.Threading.Thread.Sleep();
}
Console.ReadLine();
效果图请参考上面的。
特别声明：感谢园友提供的思路和源码。我只是稍作修改。
看几张性能分析图
原本的对园友的代码优化和修改，就是基于这个性能分析结果得来。
再一次的测试发现如果把关闭列表用 Dictionary<string, Point> Close_List = new Dictionary<string, Point>();性能还能再次提升。
但是如果把openlist也改为 Dictionary<string, Point> 性能却不如从前了。以上四张图都是程序运行一段时间稳定后截图。期待大神，有更优化的算法~！
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