Unity 之 手把手教你实现自己Unity2D游戏寻路逻辑 【文末源码】
2024-05-14 04:46:34
Unity 之 手把手教你实现自己Unity2D游戏寻路逻辑 【文末源码】
- 前言
- 一，效果展示
- 二，场景搭建
- 三，代码逻辑
- 四，完善场景
- 五，使用小结
前言
还在看别人的寻路逻辑？保姆级教程，一步步教你实现网格寻路逻辑。 超级详细的代码注释，图文步骤详解。写文不易，有帮助的话三连支持下吧~
一，效果展示
二，场景搭建
以一个 9 * 9 的地图为例：
新建工程，设置屏幕分辨率为: [1080 * 1920]，如下图:
在自带场景下创建Image作为背景(在Hierarchy右键 --> UI --> Image); 修改其名字为”GridManager“，坐标为: [0, 0, 0]，大小为:[1000 * 1000] 并将颜色设置为黑色，完成后效果如下图:
在"GridManager"下面创建一个空物体，命名为"Grid"，将其锚点设置为铺满，并为其添加组件
Grid Layout Group，完成后效果如下图:
在"Grid"下面添加一个Image，并为其添加
Button组件，作为点击格子使用，然后Ctrl + D复制80个，实现效果如下：
调整"Grid"的
Grid Layout Group组件属性值，Left,Top,SpacingX,Y 均设置为10，意思为左边距为10，上边距为10，物体间隔为10，实现后效果如下：
现在这样就已经模拟搭建出类似棋盘场景了，下面看下代码改如何是实现的吧。
三，代码逻辑
- 寻路二维数组的物体：
/// <summary>
/// 移动方向
/// </summary>
public enum Direction
{up, down, left, right
}public class RoutingObject : MonoBehaviour
{/// <summary>/// x坐标/// </summary>public int x;/// <summary>/// y坐标/// </summary>public int y;/// <summary>/// 目标距离/// </summary>public int targetDistance;/// <summary>/// 移动距离/// </summary>public int moveDistance;/// <summary>/// A*和值(目标距离+移动距离)/// </summary>public int moveSum;/// <summary>/// 是否可以移动/// </summary>public bool isCanMove;/// <summary>/// 移动方向/// </summary>public Direction direction;
}
- 寻路逻辑：根据传入参数(起始点，结束点，地图)，进行查找可移动路线，最后筛选出最短路线。部分代码如下：
using System.Collections;
using System.Collections.Generic;
using UnityEngine;/// <summary>
/// 寻路
/// </summary>
public class Routing
{#region 单例Routing() { }static Routing instance;public static Routing Instance{get{if (instance == null){instance = new Routing();}return instance;}}#endregion/// <summary>/// 二维数组的地图/// </summary>RoutingObject[,] map;/// <summary>/// 存储被考虑来寻找最短路径的点/// </summary>List<RoutingObject> open = new List<RoutingObject>();/// <summary>/// 存储不再被考虑寻找最短路径的点/// </summary>List<RoutingObject> closed = new List<RoutingObject>();/// <summary>/// 存储路线点的列表/// </summary>List<RoutingObject> route = new List<RoutingObject>();/// <summary>/// 初始化/// </summary>void Init(RoutingObject[,] mapArray){open.Clear();closed.Clear();route.Clear();map = mapArray;}/// <summary>/// 判断从起始点是否能到达目标点/// </summary>/// <param name="start_x">起始点x坐标</param>/// <param name="start_y">起始点y坐标</param>/// <param name="end_x">目标点x坐标</param>/// <param name="end_y">目标点y坐标</param>/// <param name="map"></param>/// <returns></returns>public bool IsRouting(RoutingObject start, RoutingObject end, RoutingObject[,] mapArray){Init(mapArray);Explore(start, end, start);// 判断存储路线点的列表里是否存有点return route.Count > 0;}/// <summary>/// 探索中心点上下左右四个方向点/// </summary>void Explore(RoutingObject center, RoutingObject end, RoutingObject start){// 中心点不再考虑寻找路径closed.Add(center);// 将中心点从寻找列表中移除if (open.Contains(center)){open.Remove(center);}// 是否找到目标点if (IsGetEnd(end)){// 找到目标点ReturnRoute(end, start);}else{// 判断中心点上边的点if (center.y - 1 >= 0){RoutingObject up = map[center.x, center.y - 1];GetMoveSumByDirection(up, center, end, Direction.up);}// 判断中心点下边的点if (center.y + 1 < GridManager.Instance.mapColumnCount){RoutingObject down = map[center.x, center.y + 1];GetMoveSumByDirection(down, center, end, Direction.down);}// 判断中心点左边的点if (center.x - 1 >= 0){RoutingObject left = map[center.x - 1, center.y];GetMoveSumByDirection(left, center, end, Direction.left);}// 判断中心点右边的点if (center.x + 1 < GridManager.Instance.mapRowCount){RoutingObject right = map[center.x + 1, center.y];GetMoveSumByDirection(right, center, end, Direction.right);}if (open.Count > 0){// 没有找到目标点,则在被考虑的列表中找出一个和值最小的RoutingObject ro = GetMinimumMoveSum();Explore(ro, end, start);}else{Debug.Log("没有找到目标点");}}}/// <summary>/// 根据传进来的方向去获取和值/// </summary>/// <param name="center"></param>/// <param name="start"></param>/// <param name="end"></param>/// <param name="direction"></param>void GetMoveSumByDirection(RoutingObject center, RoutingObject start, RoutingObject end, Direction direction){// 判断这个点是否能移动或者是否被考虑if (IsForward(center)){center.direction = direction;// 获取移动距离center.moveDistance = GetDistance(center, start);// 获取目标距离center.targetDistance = GetDistance(center, end);// 获取A*和值center.moveSum = center.moveDistance + center.targetDistance;// 将中心点加入将要被考虑的列表中open.Add(center);}else{//Debug.Log(center.name + " 不能移动");}}/// <summary>/// 判断这个点是否属于未来被考虑前进的点/// </summary>/// <param name="ro"></param>/// <returns></returns>bool IsForward(RoutingObject ro){// 判断这个点是否已经在不再考虑的列表中if (closed.Contains(ro) || open.Contains(ro)){return false;}else{// 判断这个点是否可以移动if (ro.isCanMove){return true;}else{// 不可以移动就加入不再考虑的列表中closed.Add(ro);return false;}}}/// <summary>/// 获取距离/// </summary>/// <param name="start"></param>/// <param name="end"></param>int GetDistance(RoutingObject start, RoutingObject end){// 定义目标距离返回值, --> 谁大,谁减谁return Mathf.Abs(start.x - end.x) + Mathf.Abs(start.y - end.y);}/// <summary>/// 是否找到目标点/// </summary>/// <returns></returns>bool IsGetEnd(RoutingObject end){return closed.Contains(end);}/// <summary>/// 在被考虑的列表中获取和值最小的点/// </summary>/// <returns></returns>RoutingObject GetMinimumMoveSum(){RoutingObject ro = null;RoutingObject temporary = new RoutingObject();for (int i = 0; i < open.Count; i++){//Debug.Log("当前 " + open[i].name + " 的和值为: " + open[i].moveSum);// 列表中的第一个不需要比较,直接赋值if (i == 0){ro = open[i];temporary = open[i];}else{// 寻找列表中和值最小的点if (open[i].moveSum < temporary.moveSum){ro = open[i];temporary = open[i];}}}//Debug.Log("最终 " + ro.name + " 的和值为: " + ro.moveSum);return ro;}/// <summary>/// 返回路线/// </summary>/// <param name="center"></param>/// <param name="start"></param>void ReturnRoute(RoutingObject center, RoutingObject start){// 将这个点存储到路线列表中route.Add(center);// 判断路线列表中是否包含起始点if (!route.Contains(start)){// 没有包含// 返回路线取这个点的反方向switch (center.direction){case Direction.up:ReturnRoute(map[center.x, center.y + 1], start);break;case Direction.down:ReturnRoute(map[center.x, center.y - 1], start);break;case Direction.left:ReturnRoute(map[center.x + 1, center.y], start);break;case Direction.right:ReturnRoute(map[center.x - 1, center.y], start);break;}}else{RouteSort(start);}}/// <summary>/// 路线排序(将起始点从存储路线点的列表中移除,并从起始点到目标点重新排序)/// </summary>void RouteSort(RoutingObject start){List<RoutingObject> list = new List<RoutingObject>(route);route.Clear();for (int i = list.Count - 1; i >= 0; i--){if (list[i] != start){route.Add(list[i]);}}}/// <summary>/// 返回最短路线/// </summary>/// <returns></returns>public List<RoutingObject> GetRoute(){return route;}
}- 创建
GridManager脚本，将其挂载到GridManager物体上，
using System;
using System.Collections;
using System.Collections.Generic;
using UnityEngine;
using UnityEngine.UI;public class GridManager : MonoBehaviour
{/// <summary>/// 单例/// </summary>public static GridManager Instance;/// <summary>/// 地图行数/// </summary>public int mapColumnCount = 9;/// <summary>/// 地图列数/// </summary>public int mapRowCount = 9;/// <summary>/// 当前可移动最短路径存储集合/// </summary>public List<RoutingObject> routeList = new List<RoutingObject>();/// <summary>/// 已被占领的格子集合 -- 格子上有障碍物/// </summary>public List<GameObject> OccupyGridList = new List<GameObject>();/// <summary>/// 存储地图格子/// </summary>private GameObject[,] GridArray;/// <summary>/// 当前所选格子/// </summary>private GameObject selectGrid;private void Awake(){Instance = this;GridArray = new GameObject[mapRowCount, mapColumnCount];}void Start(){}/// <summary>/// 每个格子初始化时 调用赋值/// </summary>/// <param name="go">格子</param>/// <param name="x">所在X</param>/// <param name="y">所在Y</param>public void SetGridArray(GameObject go, int x, int y){GridArray[x, y] = go;}/// <summary>/// 根据（x,y）获取 格子物体/// </summary>/// <param name="x"></param>/// <param name="y"></param>/// <returns></returns>GameObject GetGridArray(int x, int y){return GridArray[x, y];}/// <summary>/// 获取一个准备移动球的二维数组(每个坐标点上记录着是否可以移动)/// </summary>/// <returns></returns>Grid[,] GetMoveMap(){// 定义存储地图格子是否可以移动的二维数组Grid[,] array = new Grid[mapRowCount, mapColumnCount];for (int i = 0; i < mapRowCount; i++){for (int j = 0; j < mapColumnCount; j++){if (OccupyGridList.Contains(GridArray[i, j])){GridArray[i, j].GetComponent<Grid>().isCanMove = false;}else{GridArray[i, j].GetComponent<Grid>().isCanMove = true;}array[i, j] = GridArray[i, j].GetComponent<Grid>();}}return array;}/// <summary>/// 点击格子的调用/// </summary>/// <param name="selectObj"></param>public void OnClickGrid(GameObject selectObj){if (selectGrid == null){selectGrid = selectObj;}else{// 获取当前地图(地图记录每个点是否能移动)RoutingObject[,] map = GetMoveMap();// 获取起始点RoutingObject start = selectGrid.GetComponent<RoutingObject>();RoutingObject end = selectObj.GetComponent<RoutingObject>();// 判断是否可以通过if (Routing.Instance.IsRouting(start, end, map)){Debug.Log("判断可以通过");// 标识为起点start.gameObject.GetComponent<Image>().color = Color.cyan;// 最短路径 添加到管理器routeList.AddRange(Routing.Instance.GetRoute());MoveBall();}else{// TODO... 提示Debug.LogError("不能移动到当前位置...");}selectGrid = null;}}/// <summary>/// 执行移动逻辑/// </summary>void MoveBall(){// 模拟移动StartCoroutine(MoveGrid());// todo... 按需修改实际逻辑//for (int i = 0; i < routeList.Count; i++)//{// GameObject go = GetGridArray(routeList[i].x, routeList[i].y);// go.GetComponent<Image>().color = Color.green;//}////routeList.Clear();}/// <summary>/// 模拟移动/// </summary>/// <returns></returns>IEnumerator MoveGrid(){for (int i = 0; i < routeList.Count; i++){GameObject go = GetGridArray(routeList[i].x, routeList[i].y);go.GetComponent<Image>().color = Color.green;yield return new WaitForSeconds(0.2f);}routeList.Clear();}
}
- 创建
Grid脚本名并将其继承RoutingObject；此脚本需挂载到场景中物体名为‘Grid’的81一个子物体上，主要逻辑：初始计算自身所在二维数组中的位置（左上角为0,0点），给自身添加点击监听。
using System;
using System.Collections;
using System.Collections.Generic;
using UnityEngine;
using UnityEngine.UI;public class Grid : RoutingObject
{private void Start(){// 初始化 在二维数组中的位置x = transform.GetSiblingIndex() / GridManager.Instance.mapColumnCount;y = transform.GetSiblingIndex() % GridManager.Instance.mapRowCount;// 添加到管理器中GridManager.Instance.SetGridArray(gameObject, x, y);// 添加按钮监听GetComponent<Button>().onClick.AddListener(OnClick);}void OnClick(){Debug.Log("点击格子: " + x + "," + y);GridManager.Instance.OnClickGrid(gameObject);}}
四，完善场景
完成上面步骤就已经完成运行测试了，随便点击两个点警徽得到如下结果：
重复运行即可测试无障碍物的情况了，下面我们手动添加下障碍物。
思路：
- 添加Toggle，勾选Toggle，添加/删除障碍物；
- 添加Button，还原当前表格状态，方便测试时不用重新运行
在GridManager 脚本中添加如下代码：
/// <summary>
/// 添加障碍物
/// </summary>
public Toggle AddOccupyToggle;/// <summary>
/// 清空按钮
/// </summary>
public Button ClearButton;void Start()
{ClearButton.onClick.AddListener(ClearFun);
}/// <summary>
/// 加入或移除障碍物
/// </summary>
/// <param name="go"></param>
void AddOccupyGridList(GameObject go)
{Debug.Log("加入或移除障碍物");if (OccupyGridList.Contains(go)){go.GetComponent<Image>().color = Color.white;OccupyGridList.Remove(go);}else{go.GetComponent<Image>().color = Color.red;OccupyGridList.Add(go);}
}
void ClearFun()
{Debug.Log("清空所有格子的状态...");selectGrid = null;OccupyGridList.Clear();for (int i = 0; i < mapRowCount; i++){for (int j = 0; j < mapColumnCount; j++){GameObject go = GridArray[i, j];go.GetComponent<Image>().color = Color.white;}}
}
在OnClickGrid() 中添加点击格子触发逻辑
代码处理完成后，在Inspector面板给AddOccupyToggle 和 ClearButton 赋值如下图：
运行测试：
五，使用小结
经过上的一系列操作就完成了2D网格寻路逻辑，使用时你只需要拷贝RoutingObject和Routing两个代码即可。
使用方式：调用Routing.Instance.IsRouting(start, end, map)校验是否能通过，若能通过则通过Routing.Instance.GetRoute() 获取最短路径，提供个实际逻辑使用即可。
说好的：文末源码；没有积分的童鞋，可以关注下面
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