使用 C＃ 开发智能手机软件：推箱子(五)

2007年10月09日 11:34:00
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 }
81 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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