Unity寻路专题（五）——JPS算法

寻路算法——JPS算法

一、JPS与A*

A*的缺点：扩展节点时会将周围所有节点考虑进来，当地图很大时，openList里的节点会很多，搜索效率降低。

因此我们希望可以采取一系列措施来减少放入openList里的节点，所以JPS由此而来。

JPS使用基于搜索跳点的策略来扩展后继节点，遵循“两个定义，三个规则”

下面这张图详细描述了A*和JPS的算法流程差别。

二、JPS算法的“两个定义，三个规则”

定义①：强迫邻居(Forced Neighbour)

如果节点 x 的8个邻居中有障碍，且 x 的父节点 p 经过x 到达 n 的距离代价比不经过 x 到达的 n 的任意路径的距离代价小，则称 n 是 x 的强迫邻居。

如图画红圈的就是强迫邻居。 (简单理解：以从父节点到当前节点的方向为轴将地图分为两边，如果某一边上的某一位置有障碍物，那么该障碍物的前一格(“前”是以当前方向决定))

定义②：跳点(Jump Point)

• 如果节点P是起点或者目标节点，那么P是跳点。
• 如果节点P有至少一个强迫邻居，则P是跳点。
• 如果从P的父节点到P为对角线移动，并且P经过水平或垂直方向移动可以到达跳点，则P是跳点。

规则①：当直线方向(水平方向和垂直方向)均可移动，优先在直线方向搜索跳点。

规则②：从父节点到当前节点P为直线移动，若有从父节点到P的邻居N且 不经过P 的路径且该路径小于等于 经过P 的路径，则下一步不会从P走向N。对角线一样。( 定义不好理解，头大 )，我的理解：沿用上图，以当前方向为轴，两边在遇到障碍物前所有的点都满足规则②，所以不会被搜索。 (仅个人理解，不准确，要是有错误欢迎指出)。

规则③：只有跳点才会被加入到openList中。(JPS快的原因)

三、JPS大致流程：

1. openlist取一个权值最低的节点，然后开始搜索。(这些和A*是一样的)
2. 搜索时，先进行 直线搜索 (4/8个方向，跳跃搜索)，然后再 斜向搜索 (4个方向，只搜索一步)。如果期间某个方向搜索到跳点或者碰到障碍(或边界)，则当前方向完成搜索，若有搜到跳点就添加进openlist。

跳跃搜索是指沿直线方向一直搜下去(可能会搜到很多格)，直到搜到跳点或者障碍(边界)。一开始从起点搜索，会有4个直线方向(上下左右)，要是4个斜方向都前进了一步，此时直线方向会有8个。

3.若斜方向没完成搜索，则斜方向前进一步，重复上述过程。

4.若所有方向已完成搜索，则认为当前节点搜索完毕，将当前节点移除于openlist，加入closelist。

5.重复取openlist权值最低节点搜索，直到openlist为空或者找到终点。

源码： JPS算法源码

效果图：