一种高效的寻路算法 - B*寻路算法

在此把这个算法称作B* 寻路算法（Branch Star 分支寻路算法，且与A*对应），本算法适用于游戏中怪物的自动寻路，其效率远远超过A*算法，经过测试，效率是普通A*算法的几十上百倍。

通过引入该算法，一定程度上解决了游戏服务器端无法进行常规寻路的效率问题，除非服务器端有独立的AI处理线程，否则在服务器端无法允许可能消耗大量时间的寻路搜索，即使是业界普遍公认的最佳的A*，所以普遍的折中做法是服务器端只做近距离的寻路，或通过导航站点缩短A*的范围。

算法原理
本算法启发于自然界中真实动物的寻路过程，并加以改善以解决各种阻挡问题。
前置定义：
1、探索节点：
为了叙述方便，我们定义在寻路过程中向前探索的节点（地图格子）称为探索节点，起始探索节点即为原点。（探索节点可以对应为A*中的开放节点）

2、自由的探索节点：
探索节点朝着目标前进，如果前方不是阻挡，探索节点可以继续向前进入下一个地图格子，这种探索节点我们称为自由探索节点；

3、绕爬的探索节点：
探索节点朝着目标前进，如果前方是阻挡，探索节点将试图绕过阻挡，绕行中的探索节点我们成为绕爬的探索节点；
算法过程
1、起始，探索节点为自由节点，从原点出发，向目标前进；
2、自由节点前进过程中判断前面是否为障碍，
     a、不是障碍，向目标前进一步，仍为自由节点；
     b、是障碍，以前方障碍为界，分出左右两个分支，分别试图绕过障碍，这两个分支节点即成为两个绕爬的探索节点；
3、绕爬的探索节点绕过障碍后，又成为自由节点，回到2）；
4、探索节点前进后，判断当前地图格子是否为目标格子，如果是则寻路成功，根据寻路过程构造完整路径；
5、寻路过程中，如果探索节点没有了，则寻路结束，表明没有目标格子不可达；


演示如下： 
    
   



B*与A*算法的性能比较

寻路次数比较（5秒钟寻路次数） 


 
B*与A*性能比较实例
1、 无障碍情况
此种情况，根据以上测试数据，B*算法效率是普通A*的44倍（左为A*，右为B*)

     
 

2、线形障碍
此种情况，根据以上测试数据，B*算法效率是普通A*的28倍（左为A*，右为B*)

   

  
3、环形障碍
此种情况，根据以上测试数据，B*算法效率是普通A*的132倍（左为A*，右为B*)

      


4、封闭障碍（目标不可达）
此种情况，根据以上测试数据，B*算法效率是普通A*的581倍（左为A*，右为B*)
    

衍生算法
通过以上封闭障碍，可以看出，这个方法在判断地图上的两个点是否可达上，也是非常高效的，在不可达情况下，时间复杂度与封闭障碍的周长相当，而不是整个地图的面积。

 

评论

59 楼 wulanchun 2013-09-18  

where is "附件"

58 楼 wulanchun 2013-09-18  

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57 楼 唐厚文 2013-07-06  

这个算法明显行不通的

56 楼 SNOOPY_qhy 2013-05-17  

楼主那个B*与A*的性能比较能传下源代码吗~

55 楼 kcl_70 2013-04-05  

这个要下下来看看，多谢楼主了

54 楼 woopengcheng 2013-02-17  

53 楼 woopengcheng 2013-02-16  

lz用最新一个加了弯曲度的版本在这里出现是否是Bug呢？[img][/img]？

52 楼 wavehuang1111 2012-12-15  

来迟了

51 楼 mycoolmc2010 2012-11-21  

算法成熟了吗，没有看到附件

50 楼 杀手的腿毛 2012-11-20  

支持楼主的想法，但是名字感觉不妥，B*算法和博弈树上面的B*算法重名了。我本来是在收索博弈树的B*算法无意中搜到这里来了

49 楼 Cn_kavin 2012-08-20  

楼主探索精神可嘉，但是4方向的A*测试数据不准确，差别非常大。
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48 楼 chengyun57 2012-08-16  

请教问题
您好，我對您寫的B*算法有興趣，可惜自己程度不夠，不知是否有一般C語言版本的，非C++版本的，因為程度不夠，希望能使用DevC就可以執行的原始碼，不知是否有嗎?謝謝您

47 楼 GodJohnny 2012-02-01  

Gavin.Chen 写道

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同问

46 楼 Gavin.Chen 2011-09-06  

where is "附件"

45 楼 seedjyh 2011-05-13  

如果是静态搜索，用BFS应该也够了
如果是游戏的话，由于目的地是动态变化的，因此算法要考虑避免重复运算吧

44 楼 macro776 2011-04-15  

C++不熟，楼主是否有可能改成Java版本的？

43 楼 qinysong 2011-03-30  

jerry3aa 写道

我也发现是有这个bug。楼主快点解决了，再发个来看看吧。

抱歉这么长时间才修正这个问题
已经解决，欢迎测试
执行文件（PathThinkerExe）和源工程文件（PathCompare）见附件

42 楼 jerry3aa 2011-02-09  

我也发现是有这个bug。楼主快点解决了，再发个来看看吧。

41 楼 抛出异常的爱 2011-01-28  

qinysong 写道

附件是b×程序源代码（一个包含B×和A×比较的vc6.0工程）
为解决变态阻挡，b×中引入了两个概念：
1、弯曲度，解决此类阻挡


2、弯曲回归，解决此类阻挡


本代码有一处已经发现的bug，就是在寻路的两个点上会不停遍历，后面有时间再把他修复

如果放入实际的地图可否达到GPS寻路?

40 楼 jerry3aa 2011-01-27  

嗯，不错，不错，看看。楼主真是国家的栋梁，产业的支柱呀。