SRPG游戏开发（三十）第七章 寻路与地图对象 - 八 优化地图（Optimize MapGraph）

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第七章 寻路与地图对象（Pathfinding and Map Object）

这一章主要进行寻路与地图对象的部分工作。

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八 优化地图（Optimize MapGraph）

这一节我们来优化地图相关的代码。

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1 优化格子数据（Optimize CellData）

当我们显示移动范围后，再次点击地图角色将移动到指定位置，在我们之前的EditorTestPathFinding中，我们是保存了移动范围，然后判断点击的格子是否在集合中；而有没有Tile我们使用了一个bool变量保存；在这里我们可以做一些文章。

其实可以想到，格子有几种状态：

• 有没有Tile

• 有没有移动范围网格

• 有没有攻击范围网格

• 有没有地图对象

这些属性我们时常需要进行判断，每一个我们都单独会写变量保存状态，这里我们可以整合变量，使用一个二进制来保存它们，每一位表示一个开关。

首先，建立一个二进制Enum：

using System;

namespace DR.Book.SRPG_Dev.Maps
{
    /// <summary>
    /// 格子状态
    /// </summary>
    [Serializable, Flags]
    public enum CellStatus : byte
    {
        /// <summary>
        /// 没有任何东西， 0000 0000
        /// </summary>
        None = 0,

        /// <summary>
        /// 有TerrainTile， 0000 0001
        /// </summary>
        TerrainTile = 0x01,

        /// <summary>
        /// 移动光标， 0000 0010
        /// </summary>
        MoveCursor = 0x02,

        /// <summary>
        /// 攻击光标， 0000 0100
        /// </summary>
        AttackCursor = 0x04,

        /// <summary>
        /// 地图对象， 0000 1000
        /// </summary>
        MapObject = 0x08

        // 如果有其它需求，在这里添加其余4个开关属性

        /// <summary>
        /// 全部8个开关， 1111 1111
        /// </summary>
        All = byte.MaxValue
    }
}

这样你会看到，我们有8个开关的位置，而byte只占1个字节，即1个字节保存了8个“bool”变量。

如果你需要更多的开关位置，请继承相应数字的无符号类型（有符号类型有负数参与，你需要更深入的了解二进制补码知识与计算），例如你需要32个开关，你可以:

using System;

[Serializable, Flags]
public enum YourSwitch : UInt32
{
    // your switches

    /// <summary>
    /// 1111 1111 1111 1111 1111 1111 1111 1111
    /// </summary>
    All = UInt32.MaxValue   
}

然后，在CellData中添加这个变量：

private CellStatus m_Status = CellStatus.None;

最后，我们来说说如何打开和关闭它们。

1.1 打开与关闭开关（Switch On or Off）

之前我们已经使用过二进制的Enum（Direction），但没有过多详细介绍过它。这里我们将介绍一下二进制的位运算。

我们的基本类型byte，1字节有8位，取值范围为[0, 255]，即二进制的区间[0000 0000, 1111 1111]，每一位都可表示成一个开关。

想要更了解进制之间的转换与计算方式，可以访问我的另一篇文章编程基础 - 进制转换（Binary Conversion）

每一位上的二进制，1都代表打开（存在），0都代表关闭（不存在）。我们的开关m_Status默认为CellStatus.None即全部是关闭的，二进制位 0000 0000 。

• 打开开关：

  要打开其中某一个开关，根据位运算规则，我们需要或（|）操作这个位置的值；举例来说，如果此格子有移动光标，从右数第2位表示此开关，只需要或（|）上0000 0010即可打开开关，即0000 0000 | 0000 0010 = 0000 0010。

• 关闭开关：

  我们先假设Tile、移动光标与攻击光标都存在，即0000 0111（游戏中不会出现这种状态，移动光标与攻击光标是不能同时出现的）。

  我们希望能够关闭移动光标，即希望结果为0000 0101，而移动光标为0000 0010；发现4种位运算都不能满足我们的情况，不过很容易看到0000 0111 - 0000 0010 = 0000 0101可以达到我们的效果。不过这产生了一个新的问题，当我们的开关已经是关闭状态了，就得不到我们的需求。

  例如我们希望关闭MapObject，即0000 0111 - 0000 1000 = 1111 1111，我的天啊，开关居然全部都打开了。这可不是我们需要的，我们希望开关都能保持不变，即依然是0000 0111。

  要解决这个问题有两种方式：

  • 其一，我们可通过观察，相减的结果再次位与（&）开关原始状态即可得到结果，即(0000 0111 - 0000 0010) & 0000 0111 = 0000 0101，关闭MapObject为(0000 0111 - 0000 1000) & 0000 0111 = 0000 0111。但这种运算使用了减法，在某些语言中（比如C#）是不支持byte运算的，需要类型转换，这有些麻烦，所以我们采用第二种方式。

  • 其二，我们需要将它关闭，其它开关打开，即取反（~）得到1111 1101，然后再与开关做位与（&）运算，即0000 0111 & 1111 1101 = 0000 0101；再次试验关闭MapObject，即0000 0111 & (~ 0000 1000) = 0000 0111。这样就解决了关闭问题。

基于以上分析，我们的代码为：

        /// <summary>
        /// 设置状态开关
        /// </summary>
        /// <param name="status"></param>
        /// <param name="isOn"></param>
        public void SwitchStatus(CellStatus status, bool isOn)
        {
            if (isOn)
            {
                m_Status |= status;
            }
            else
            {
                m_Status &= ~status;
            }
        }

这样，我们就可以控制是否打开开关与关闭开关了，拥有了设置开关属性，我们还要能够利用开关，即知道开关的状态。

1.2 检查开关（Check Switch）

要知道开关是否被打开，只需要其对应的二进制数字是否为1即可。这只需要一个位与（&）运算即可。

例如，假设原始状态为0000 0111；我们希望知道攻击光标（0000 0010）是否存在，只需要做位与运算，即0000 0111 & 0000 0010 = 0000 0010；类似的我们希望知道地图对象（0000 1000）是否存在，即0000 0111 & 0000 1000 = 0000 0000；你会发现它们的区别，即存在的结果与输入的结果相同，而不存在的结果为0。

        public bool CheckStatus(CellStatus status)
        {
            return (m_Status & status) == status;
        }

这样我们确实可以检测了，但我们还希望能够知道是否有开关开启，比如我们希望知道是否有光标在格子上，这样检测就不可以了，但我们发现，只有关闭时才为0，主要有开启的就会大于0；例如，假设原始状态为0000 0101，即0000 0101 & (0000 0100 | 0000 0010) = 0000 0100 > 0，