AStar模块

IF框架总目录

简介

A* 算法 ，用于寻路。可以寻找到最短路径。由于本系列是介绍 如何只用IF框架的各个模块，并非探究各个模块的实现原理。所以本文着重讲如何使用IF框架中的A*寻路模块。

测试源码

using UnityEngine;
using IFramework.Astar;    //引入IF框架 A* 空间
public class MapGrid : MonoBehaviour
{
    public GameObject r_player;
    public GameObject r_Enemy;

    //********构建地图 部分********//
    public LayerMask r_wallPlayer;
    public Vector2 mapSize;
    Node[,] aStarMap;
    Vector3 startPosOfWoldPos;
    Vector3 buffeV2;

    //********* 引入 IF框架，进行A＊　计算********//
    AStarMap2X AMape = new AStarMap2X();        // 该类是 IF框架中 A* 模块的类，可以理解为 地图类
    AStarSeacher<AStarNode2X, AStarMap2X> sear;     // 该类IF框架中 A* 模块的类，可以理解为 搜寻者类。
    private void Start()
    {
        //********构建地图 部分********//
        int x = Mathf.FloorToInt(mapSize.x);
        int y = Mathf.FloorToInt(mapSize.y);
        aStarMap = new Node[x, y];
        startPosOfWoldPos = transform.position + new Vector3(0.4f - mapSize.x / 2, 0, 0.4f - mapSize.y / 2);
        buffeV2 = Vector2.zero;
        CreateGride();

        //********* 引入 IF框架，进行A＊　计算********//

        AMape.ReadMap((value_) =>
        {
            if (value_.isWalk)
            {
                return AStarNodeType.Walkable;
            }
            else
            {
                return AStarNodeType.Wall;
            }

        }, aStarMap, true);

        sear = new AStarSeacher<AStarNode2X, AStarMap2X>();
        sear.LoadMap(AMape);
        SearchPaht(woldPosTomapPos(r_Enemy.transform.position ),woldPosTomapPos(r_player.transform.position ));


    }

    // 初始化地图方法
    private void CreateGride()
    {
        for (int i = 0; i < aStarMap.GetLength(0); i++)
        {
            for (int j = 0; j < aStarMap.GetLength(1); j++)
            {
                buffeV2.x = startPosOfWoldPos.x + i;
                buffeV2.z = startPosOfWoldPos.z + j;
                aStarMap[i, j] = new Node(buffeV2, !(Physics.CheckSphere(buffeV2, 0.4f, r_wallPlayer)));
            }
        }

    }
    // 绘制 Cube
    private void OnDrawGizmos()
    {
        if (aStarMap != null)
        {
            foreach (Node item in aStarMap)
            {
                Gizmos.color = item.isWalk ? Color.white : Color.red;
                if (item.isPath)
                    Gizmos.color = Color.yellow;
                Gizmos.DrawCube(item.woldPos, Vector3.one * 0.8f);
            }
        }

    }

    // 将世界位置转化为 地图位置。
    public Vector2 woldPosTomapPos(Vector3 targetPos)
    {
        Vector2 result = Vector2.zero;
        Vector3 delta = targetPos - startPosOfWoldPos;
        result.x = Mathf.Clamp(Mathf.RoundToInt(delta.x), 0, mapSize.x - 1);
        result.y = Mathf.Clamp(Mathf.RoundToInt(delta.z), 0, mapSize.y - 1);
        return result;
    }

// 计算 最短 路径。
    public void SearchPaht(Vector2 nowPos, Vector2 aimPos)
    {
        try
        {
            AStarNode2X[] pathArray = sear.Search(AMape[(int)nowPos.x, (int)nowPos.y], AMape[(int)aimPos.x, (int)aimPos.y]);
            foreach (var item in aStarMap)
            {
                item.isPath = false;
            }
                
            if(pathArray==null)
            return;
            foreach (var item in pathArray)
            {
                aStarMap[item.X, item.Y].isPath = true;
            }
        }
        catch
        {
            print("MapIndex crossing boundary");
        }

    }
}

/// <summary>
/// 节点类，用于对对接IF框架的 地图节点。
/// </summary>
public class Node
{
    public Vector3 woldPos; // 该节点在世界空间的位置
    public Vector2 mapPos; // 该节点在地图中的位置
    public bool isWalk; // 是否可以行走
    public bool isPath; // 是否是返回路径

    public Node() { }

    public Node(Vector3 woldPos, bool isWalk)
    {
        this.woldPos = woldPos;
        this.isWalk = isWalk;

    }
}

运行效果：

image.png image.png

白色的是 可以行走区域，红色和的是 障碍区域，不可行走。 黄色的方块是 寻找出来的最短 路径。

源码说明

源代码 主要 内容 分为 两个部分：

1. 构建可视化地图
2. 计算最短路径

其中 构建可视化地图 属于 unity的基础。我用到的 API 可以通过 查阅 unity官方手册查询得到。本文 主要介绍 IF 框架的A* 模块使用，因此不多叙述。

A*模块主要类

AStarMap2X AMape ; // 该类是 IF框架中 A* 模块的类，可以理解为 地图类

AStarSeacher<AStarNode2X, AStarMap2X> sear; // 该类IF框架中 A* 模块的类，可以理解为 搜寻者类。

1. 类名后面的 2x 表示 地图的维度，除了二维，还有三维。 这里为了演示简单，采用了二维计算。

2. AStarMap2x 类 是一个地图类 可以理解为 一个二维 地图。
   public void ReadMap<T>(Func<T, AStarNodeType> func, T[,] arr, bool walkSideways = true);
   此类 只需要 知道一个ReadMap 方法即可。
   该方法 有三个参数，为了便于理解，将从参数二 开始介绍。

• 参数二：传入一个二维数组。作者这里传入了 一个自定义的Node二维数组。当然也可以传入一个int数组，因为是泛型，所以都支持。该数组 就是地图数据。
• 参数一：传入一个委托。该委托会 将会用于 处理 二维数组 中的值，比如什么情况下 将被标记为 “墙”。
  public bool isWalk; // 是否可以行走 这里，我为 Node类定义 了isWalk字段，用于区分 可行走/不可行走 区域。
• 参数三：用于设定 A* 寻路是否斜着行走。 默认True 就好。

个人猜测：ReadMap 会将 泛型类型二维数组的值，转化为 AStarNode2x 类型。从而形成一个AStarNode2X的二维数组至于是否是这样，咱们作为一个 接口调用员，并不重要。

3. AStartSeacher 类 是一个 搜寻者类。 可以提供最短路径的搜索。是A*的核心算法封装而来。

• 构造注意：需要传入两个泛型，前者是一个节点类型，后者是一个map 类型。由于这里是 2维，所以 为：AStarNode2X, AStarMap2X。
• LoadMap函数：public void LoadMap(Map map); 用于 载入 地图。为 路径查找提供数据支持。
• Search函数：public Node[] Search(Node start, Node end); 用于 查找 开始节点，结束节点之间的 最短路径。 返回一个 节点 数组。该返回值 中 按顺序 存放着 路径的 所有节点。

我们拿到 “路径”后，就可以根据 自己的需要进行 转化。如何 在世界 空间和 二维数组地图间 经行 转化 ，可以参考 我前面 的源码。

结尾

以上内容是 作者个人的理解，如有错误，欢迎指出。
顺便给出OnClick大佬自己 写的文档地址：002AStar寻路模块

如果对 IF框架有其他看法，也欢迎大家 进群交流。