游戏AI实现-寻路算法（Dijkstra）

戴克斯特拉算法（英语：Dijkstra's algorithm），又称迪杰斯特拉算法、Dijkstra算法，是由荷兰计算机科学家艾兹赫尔·戴克斯特拉在1956年发现的算法。

算法过程：

1.首先设置开始节点的成本值为0，并将开始节点放入检测列表中。

2.将检测列表中的所有点按到目标点所需的成本值排序，选择成本最小的节点作为当前节点，并将其移出检测列表。

3.将当前点周围的点中不包含在检测列表中的点加入到检测列表，将周围点加入到已检测列表中。

4.更新检测列表中的节点到当前节点的成本值。

5.重复2，3，4直到找到目标点。

代码实现：

public class Dijkstra : FindPathAlgorithm
{public Dijkstra(int[,] mapData, int xCount, int zCount) : base(mapData, xCount, zCount){}public override List<Vector2Int> FindPath(Vector2Int startPos, Vector2Int goalPos){DataNode dataNode = this.DijkstraFind(startPos, goalPos);if (dataNode == null){Debug.LogError("寻路有误，请检查参数是否正确");return null;}return Utils.GetPath(dataNode);}DataNode DijkstraFind(Vector2Int startPos, Vector2Int goalPos){//存储要检测的点List<DataNode> frontier = new List<DataNode>();//存储已经检测的点List<Vector2Int> reached = new List<Vector2Int>();DataNode startNode = new DataNode(startPos, null);startNode.gCost = 0;frontier.Add(startNode);reached.Add(startPos);while (frontier.Count > 0){DataNode currentNode = GetLowestgCostNode(frontier);frontier.Remove(currentNode);if (currentNode.pos == goalPos){Debug.Log("完成！！！");return new DataNode(goalPos, currentNode.parent);}List<DataNode> neighbors = GetNeighbors(currentNode.pos, reached);foreach (DataNode neighbourNode in neighbors){if (!frontier.Contains(neighbourNode)){neighbourNode.parent = currentNode;frontier.Add(neighbourNode);}reached.Add(neighbourNode.pos);}this.UpdateCost(frontier, currentNode);}return null;}//更新成本值void UpdateCost(List<DataNode> nodes, DataNode currentNode){for (int i = 0; i < nodes.Count; i++){int newCost = currentNode.gCost + CalculateDistanceCost(nodes[i].pos, currentNode.pos);if (nodes[i].gCost > newCost){nodes[i].gCost = newCost;}}}List<DataNode> GetNeighbors(Vector2Int current, List<Vector2Int> reached){List<DataNode> neighbors = new List<DataNode>();for (int i = 0; i < Utils.pointDir.Count; i++){Vector2Int neighbor = current + Utils.pointDir[i];if (this.IsCanAdd(neighbor, reached)){neighbors.Add(new DataNode(neighbor, null));}}return neighbors;}bool IsCanAdd(Vector2Int current, List<Vector2Int> reached){if (reached.Contains(current))return false;if (current.x >= 0 && current.y >= 0 && current.x < MapData.m_MapData.GetLength(1) && current.y < MapData.m_MapData.GetLength(0)){//如果是障碍物，则不能被Addif (MapData.m_MapData[current.y, current.x] == 1){return false;}return true;}return false;}private int CalculateDistanceCost(Vector2Int a, Vector2Int b){return Mathf.Abs(a.x - b.x) + Mathf.Abs(a.y - b.y);}private DataNode GetLowestgCostNode(List<DataNode> pathNodeList){DataNode lowestFCostNode = pathNodeList[0];for (int i = 1; i < pathNodeList.Count; i++){if (pathNodeList[i].gCost < lowestFCostNode.gCost){lowestFCostNode = pathNodeList[i];}}return lowestFCostNode;}
}

结果：

参考链接：

Pathfinding in Unity - Part3: Dijkstra Algorithm Theory (youtube.com)

Pathfinding in Unity - Part4: Dijkstra Algorithm Implementation (youtube.com)

How Dijkstra's Algorithm Works (youtube.com)

戴克斯特拉算法 - 维基百科，自由的百科全书 (wikipedia.org)