使用 C＃ 开发智能手机软件：推箱子(五)

这是“使用 C＃ 开发智能手机软件：推箱子”系列文章的第五篇。在这篇文章中，介绍经过改进后的 Common/FindPath.cs 源程序文件。也就是说，已经实现了“使用 C# 开发智能手机软件：推箱子(四)”的第二个评论中的想法，将地图 ushort[,] map 改为 byte[,] map 了。下面就是改进后的 FindPath 类：

1 using System;

2 using System.Drawing;

3 using System.Collections.Generic;

4

5 namespace Skyiv.Ben.PushBox.Common

6 {

7 /// <summary>

8 /// 寻找最短路线

9 /// </summary>

10 static class FindPath

11 {

12 static Size[] offsets = { new Size(0, 1), new Size(1, 0), new Size(0, -1), new Size(-1, 0) };

13 static Direction[] directions = { Direction.South, Direction.East, Direction.North, Direction.West };

14

15 /// <summary>

16 /// 寻找最短路线

17 /// </summary>

18 /// <param name="map">地图</param>

19 /// <param name="from">出发点</param>

20 /// <param name="to">目的地</param>

21 /// <returns>最短路线</returns>

22 public static Queue<Direction> Seek(byte[,] map, Point from, Point to)

23 {

24 Queue<Direction> moveQueue = new Queue<Direction>(); // 路线

25 int value; // 与离目的地距离相关的一个量,变化规律: => 2 => 1 => 3 => 2 => 1 => 3 => 2 => 1

26 if (Seek(map, to, out value)) // 找到了一条路线

27 {

28 Point here = from; // 出发点(即工人的位置)

29 Point nbr = new Point(); // 四周的邻居

30 for (value = (value + 1) % 3 + 1; here != to; value = (value + 1) % 3 + 1) // 逐步走向目的地

31 {

32 for (int i = 0; i < offsets.Length; i++)

33 {

34 nbr = Fcl.Add(here, offsets[i]); // 开始寻找四周的邻居

35 if (Block.Value(map[nbr.Y, nbr.X]) == value) // 就往这个方向走

36 {

37 moveQueue.Enqueue(directions[i]); // 路线向目的地延伸一步

38 break;

39 }

40 }

41 here = nbr; // 继续前进

42 }

43 }

44 Block.CleanAllMark(map); // 清除所有标志,恢复现场

45 return moveQueue; // 所寻找的路线,如果无法到达目的地则为该路线的长度为零

46 }

47

48 /// <summary>

49 /// 寻找最短路线,使用广度优先搜索

50 /// </summary>

51 /// <param name="map">地图</param>

52 /// <param name="to">目的地</param>

53 /// <param name="value">输出:搜索完成时标记的值</param>

54 /// <returns>是否成功</returns>

55 static bool Seek(byte[,] map, Point to, out int value)

56 {

57 Queue<Point> q = new Queue<Point>();

58 Block.Mark(ref map[to.Y, to.X], 1); // 从目的地开始往回寻找出发点,目的地标记为1

59 Point nbr = Point.Empty; // 四周的邻居

60 for (; ; )

61 {

62 value = Block.Value(map[to.Y, to.X]) % 3 + 1; // 与离目的地距离相关的一个量,用作标记,变化规律:

63 for (int i = 0; i < offsets.Length; i++) // 1 => 2 => 3 => 1 => 2 => 3 => 1 => 2 => 3 =>

64 {

65 nbr = Fcl.Add(to, offsets[i]); // 开始寻找四周的邻居

66 if (Block.IsMan(map[nbr.Y, nbr.X])) break; // 到达出发点(即工人的位置)

67 if (Block.IsBlank(map[nbr.Y, nbr.X])) // 可以走的路

68 {

69 Block.Mark(ref map[nbr.Y, nbr.X], value); // 标记,防止以后再走这条路

70 q.Enqueue(nbr); // 加入队列,等待以后继续寻找

71 }

72 }

73 if (Block.IsMan(map[nbr.Y, nbr.X])) break; // 到达出发点

74 if (q.Count == 0) return false; // 无法到达出发点

75 to = q.Dequeue(); // 出队,继续寻找,这是广度优先搜索,因为前面已经把四周能够走的路全部加入队列中了.

76 }

77 return true; // 找到一条路线

78 }

79 }

80 }

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上面的源程序已经对搜索算法作了很好的注释。我们还是来看两幅反映算法运行时地图上各标记值的图片吧：





图中，带圆圈的红色的数字“1”是“目的地”，也就是算法开始的地方，因为该算法是从目的地开始往回寻找出发点。在改进后的算法中，标记值始终是在“1、2、3”这三个数中循环，而不是象以前一样一直增大。在图中，算法按“红、黄、绿、蓝、粉红、青”的顺序从目的地往外搜索，直到遇到“工人”而返回成功，或者填满能够到达的空地而返回失败。

算法经过这次改进，搜索的距离就不象原来一样受限于 8192 步。而且也将地图所占用的内存空间减少到原来的二分之一。

这次改进，除了仔细重写了 FindPath 类以外，程序其余地方只是将所有的“ushort”替换为“byte”就行了，因为本程序只在涉及地图的地方使用过“ushort”。

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