尋路這塊在游戲中一直很重要，花了點時間研究了下這個問題，主要參考的是《Data Structures For Game Programmers》，其他的算法用普通Console演示就行了，尋路算法還是用一個界面比較好，最近在學Cocos2d-x，就用它了。

1.效果圖

用到Cocos2d-x中的基本畫線段，畫矩形就行了，還有簡單的sprite拖動。這demo建了一個線條類，繼承CCNode，重寫draw方法就行了。在draw方法中簡單地調用ccDrawColor4F函數來設置顏色，ccDrawLine來畫線條，非常容易，cocos2d-x這些函數封裝了opengles中的原始函數，使用非常簡單。sprite拖動可以參考這篇文章《cocos2d-x Touch 事件應用的一個例子 》
?

1.小人和紅色X都可以用鼠標移動，移到上面的地圖上，表示尋路起點和終點。

2.Distance, Simple Heuristic, Complex Heuristic, A Star分別是4種尋路算法，點擊程序就會開始演示尋路過程。

3.地圖的格子點擊會加深顏色，總共4個等級，白，灰，深灰，黑，表示該格子的通過難度，白色是1，灰是2，深灰是3，黑色是不可通過區域。

4.”+++”表示加快演示速度，”—”表示降低演示速度。

2. Breadth – First Search算法

顧名思義，有點像呼吸，一層層地擴展開來，這個時候隊列(Queue)，stl中的deque就派上用場了。deque不懂可以參考這篇文章《C++ Queue Example Rearranging RailRoad Cars》
?

起點在中心，會先訪問它的第一個外圈，再是第二個。現在我覺得它更像一顆石頭扔在水面上的效果。

下面是偽代碼：
?

BreadthFirst( Node )

Queue.Enqueue( Node )Mark( Node )

While( Queue.IsNotEmpty )

Process( Queue.Front )

For Each Child of Queue.Front

if NotMarked( Child )

Queue.Enqueue( Child )

Mark( Child )

end if

end For

Queue.Dequeue()

End While

End Function

復制代碼

遍歷一個樹或者圖都可以用這個方法。在我們這里遇到了點麻煩，因為我們都知道斜角的距離是根號2的倍數，要比上下左右方向遠，因為尋路，很重要的因素的距離的長短。我們需要考慮距離這個因素了。

3.Distance – First Search
?

起點還在中心，這張圖顯示了每一格到中心的估算距離。如果依靠距離優先的算法，下圖是尋路次序：
?

所以我們定義了一個方向數組：
?

const int DIRECTION[8][2]={

{0,1},??//north

{1,0},??//east

{0,-1},??//south

{-1,0},??//west

{1,1},??//northeast

{1,-1},??//southeast

{-1,-1},??//southwest

{-1,1}??//northwest

};

復制代碼

這樣通過一個for循環，就可以訪問它周圍一圈的格子了，而且是按照距離優先了，上下左右優先，斜角次些。

因為是地圖，我們這里簡單定義了一個2維數組，非常簡單用一個vector就可以模擬了，假定讀者熟悉stl中的vector和C++中的template，手機號交易平臺不熟悉可以參考這篇文章《STL Vector》和《C++ 基礎之 “模版函數”,”類模版”》

#ifndef ARRAY2D_H

#define ARRAY2D_H

#include <vector>

using namespace std;

template <class Datatype>

class Array2D{

public:

? ? Array2D(int p_width, int p_height):m_array(p_width * p_height),

? ?? ???m_width(p_width),m_height(p_height){

? ? }

? ? Datatype* Get(int p_x, int p_y)const{

? ?? ???return m_array[p_y * m_width + p_x];

? ? }

? ? void Set(int p_x, int p_y, Datatype* data){

? ?? ???m_array[p_y * m_width + p_x] = data;

? ? }

? ? int Size() const{

? ?? ???return m_width * m_height;

? ? }

? ? int Width() const{

? ?? ???return m_width;

? ? }

? ? int Height()const{

? ?? ???return m_height;

? ? }

private:

? ? vector<Datatype*> m_array;

? ? int m_width;

? ? int m_height;

};

#endif

復制代碼

我們還定義了一個Cell類表示每一個格子：它有很多屬性，像位置，最短距離到這個Cell的Cell的位置，是否已經處理過，到起點的距離，是否可以通過，還有就是這個Cell的權重，表示經過難度。我們這里使用了一個從cocos2d-x中拷來的宏，這樣get和set方法就不用手寫了。
?

#ifndef _CELL_H

#define _CELL_H

#define SYNTHESIZE(varType, varName, funName)\

protected: varType varName;\

public: virtual varType get##funName(void) const { return varName; }\

public: virtual void set##funName(varType var){ varName = var; }

class Cell{

public:

? ? Cell():_marked(false),_distance(0),_lastX(-1),_lastY(-1),

? ?? ???_x(-1),_y(-1),_passable(true),_weight(1),_drawProgress(false){

? ? }

? ? SYNTHESIZE(int, _x, X);? ?? ?? ?? ?? ?? ?? ???//start at left bottom

? ? SYNTHESIZE(int, _y, Y);? ?? ?? ?? ?? ?? ?? ???//start at left bottom

? ? SYNTHESIZE(int, _lastX, LastX);? ?? ?? ?? ?? ?//store the nearest cell's location related this cell

? ? SYNTHESIZE(int, _lastY, LastY);? ?? ?? ?? ?? ?//store the nearest cell's location related this cell

? ? SYNTHESIZE(bool, _marked, Marked);? ?? ?? ?? ?//whether this cell process or not

? ? SYNTHESIZE(float, _distance, Distance);? ?? ? //distance between this cell and start

? ? SYNTHESIZE(bool, _passable, Passable);? ?? ???//whether this call can pass

? ? SYNTHESIZE(int, _drawProgress, DrawProgress); //just for draw the path finding progress

? ? inline void setWeight(int weight){

? ?? ???if(weight > 4){

? ?? ?? ?? ?_weight = 1;

? ?? ???}else{

? ?? ?? ?? ?_weight = weight;

? ?? ?? ?? ?setPassable(weight == 4 ? false : true);

? ?? ???}

? ? }

? ? inline int getWeight()const{ return _weight;}

private:

? ? int _weight;? ?? ?? ?? ???//default is 1, 4 means this cell is impassable.

? ?? ?? ?? ?? ?? ?? ?? ?? ?? ? //distance have relationship with weight

};

#endif

復制代碼

核心算法如下：事先需要了解的知識：因為我們需要按照最短距離優先尋路，所以一個優先隊列就需要了，這里簡單地使用了heap，對heap不了解的可以看下這篇文章《HeapSort(堆排序 C++) 》，下面還用上了C++中的函數指針，可以參考這篇文章《C++ 函數指針 函數名作為參數 》，為什么要用函數指針呢？看完整個尋路算法系列你就知道了。

語言解釋：

先把起點Cell加入到heap中，對這個Cell的周圍8個Cell進行處理，主要是更新他們到起點的距離和記錄最短距離到這個Cell的Cell的位置。每次找到一個新的Cell，

1.如果還沒處理過，標上處理過標志，更新他們到起點的距離和記錄最短距離到這個Cell的Cell的位置，再把這個Cell加入到堆中，重新形成一個堆，這樣開始很容易得到離起點最近的點。

2.如果處理過，看下新的距離是不是比老的距離短，如果短，更新上面的提到的兩點。

不斷處理，直到訪問了所有的點或者找到終點了。

下面是代碼：整個尋路算法的核心代碼。
?

typedef bool (*compareTwoCells)(Cell *c1, Cell *c2);

bool compareTwoCellsByDistance(Cell *c1, Cell *c2){

? ? if(c1->getDistance() <= c2->getDistance()){

? ?? ???return false;

? ? }else{

? ?? ???return true;

? ? }

}

void HelloWorld::startPathFinding(compareTwoCells compareMethod, int startX,int startY,int goalX,int goalY){

? ? Cell *startCell = _m_Map.Get(startX, startY);

? ? vector<Cell*> vecCells;

? ? vecCells.push_back(startCell);

? ? make_heap(vecCells.begin(),vecCells.end(),compareMethod);

? ? startCell->setMarked(true);

? ? Cell *nowProcessCell;

? ? while(vecCells.size() != 0){

? ?? ???pop_heap(vecCells.begin(),vecCells.end(),compareMethod);

? ?? ???nowProcessCell = vecCells.back();

? ?? ???vecCells.pop_back();

? ?? ???if(nowProcessCell->getX() == _goalX && nowProcessCell->getY() == _goalY){//the goal is reach

? ?? ?? ?? ?return;

? ?? ???}

? ?? ???for(int i = 0; i < 8; ++i){ //check eight direction

? ?? ?? ?? ?int indexX = nowProcessCell->getX() + DIRECTION[i][0];

? ?? ?? ?? ?int indexY = nowProcessCell->getY() + DIRECTION[i][1];

? ?? ?? ?? ?if(indexX >= 0 && indexX < xLineCount && indexY >= 0 && indexY < yLineCount

? ?? ?? ?? ?? ? && _m_Map.Get(indexX,indexY)->getPassable() == true){//check is a OK cell or not

? ?? ?? ?? ?? ?? ???Cell *cell = _m_Map.Get(indexX,indexY);

? ?? ?? ?? ?? ?? ???float beforeDistance = DISTANCE[i] * cell->getWeight() + _m_Map.Get(nowProcessCell->getX(),

? ?? ?? ?? ?? ?? ?? ?? ?nowProcessCell->getY())->getDistance();//calculate the distance

? ?? ?? ?? ?? ?? ???if(cell->getMarked() == false){

? ?? ?? ?? ?? ?? ?? ?? ?cell->setMarked(true);

? ?? ?? ?? ?? ?? ?? ?? ?cell->setLastX(nowProcessCell->getX());

? ?? ?? ?? ?? ?? ?? ?? ?cell->setLastY(nowProcessCell->getY());

? ?? ?? ?? ?? ?? ?? ?? ?cell->setDistance(beforeDistance);

? ?? ?? ?? ?? ?? ?? ?? ?vecCells.push_back(cell);//only push the unmarked cell into the vector

? ?? ?? ?? ?? ?? ?? ?? ?push_heap(vecCells.begin(),vecCells.end(),compareMethod);

? ?? ?? ?? ?? ?? ???}else{// if find a lower distance, update it

? ?? ?? ?? ?? ?? ?? ?? ?if(beforeDistance < cell->getDistance()){

? ?? ?? ?? ?? ?? ?? ?? ?? ? cell->setDistance(beforeDistance);

? ?? ?? ?? ?? ?? ?? ?? ?? ? cell->setLastX(nowProcessCell->getX());

? ?? ?? ?? ?? ?? ?? ?? ?? ? cell->setLastY(nowProcessCell->getY());

? ?? ?? ?? ?? ?? ?? ?? ?? ? make_heap(vecCells.begin(),vecCells.end(),compareMethod);//distance change,so make heap again

? ?? ?? ?? ?? ?? ?? ?? ?}

? ?? ?? ?? ?? ?? ???}

? ?? ?? ?? ?}

? ?? ???}

? ? }

}

startPathFinding(compareTwoCellsByDistance,_playerX,_playerY,_goalX,_goalY);//demo

復制代碼

4.尋路動態圖：
?

我只是簡單地在起點和終點間加入了一個不可通過的墻，通過查看藍色的區域會發現這個算法很慢。目標在右邊，這個算法上下左右都找，雖然找到了也太浪費資源了吧？下篇我們來看看其他的尋路算法。

總結

以上是生活随笔為你收集整理的Cocos2d-x 寻路算法解析（一）： 距离优先的全部內容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

如果覺得生活随笔網站內容還不錯，歡迎將生活随笔推薦給好友。