一、意图

二、动机

三、空间分区

1.适用场景：

2.实例代码

四、注意

1.划分是层次的还是平面的？

2.划分依赖于对象数量吗？

空间分区 · Optimization Patterns · 游戏设计模式

一、意图

将对象根据它们的位置存储在数据结构中，来高效地定位对象。

二、动机

在实施战略游戏中。双方有成百上千的单位在战场上撞在一起。战士自动向离他最近的敌人挥刀。最简单的处理就是遍历所有敌人。

如果使用最简单的循环，时间复杂度为单位数量的平方级。

这里想到最直接的优化就是使用时间复杂度更小的循环。但这样我们可能需要提前处理一下数据。比如：将二维坐标视为一维的战线。

这样就可以根据单位在战线上的位置排序数组元素来简化。并使用二分查找之类来降低时间复杂度。

三、空间分区

对于一系列对象，每个对象都有空间上的位置。将他们存储在根据位置组织对象的空间数据结构中，让你有效查询在某处或者某处附近的对象。当对象的位置改变时，更新空间数据结构。

1.适用场景：

这是存储活跃的、移动的游戏对象的常用模式。也可用于静态美术和世界地理。

基本要求是：有很多有位置的对象，并且做了太多通过位置查找对象造成性能下降。

同时，这是以空间换时间，并需要在对象位置改变时花费时间去维护这个新的列表。所以一定是在基数足够多，且时间比内存更短缺才能使用。

2.实例代码

空间分区的应用很灵活，这里介绍最简单的空间分区：固定网格

比如：将战场分割成一个个格子，每个士兵都处于某个格子中。

基础类：

这里的grid指针就是指向每个单位所在的格子的。

网格类：

将对象组织为双向链表，一个格子中的对象就有了相互关系

双向链表的具体管理

注意看这个add函数，总是保存了最后进这个格子的单位，新单位进来后就与这个单位互相链上。

于是，战场找人就优化到了每个格子找人。这里是以位置相同的逻辑在找。如果是需要按距离最近找，就需要对比周围的8个格子一起。

四、注意

空间划分通常为了配合四叉树和二分空间查找之类的。熟悉他们的工作原理，能更利于使用这个模式。

1.划分是层次的还是平面的？

i.平面

更简单，内存使用量确定，在对象改变位置时更新更快。

ii.层次性

能更有效率地处理空的区域。它处理密集空间更有效率。

2.划分依赖于对象数量吗？

i.与对象无关

在上面的示例中，如果所有的战士都挤在一个格子里，那性能就回到了优化前了。

ii.与对象数量有关

比如BSPs和K-D树，需要让每部分都接近相同数目对象。

iii.如果划分与对象无关，但层次与对象有关

比如四叉树，四叉树开始时将整个空间视为单一的划分。如果空间中对象数目超过了临界值，它将其切为四小块。

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