在 Python 中存储三角形/六边形网格的最佳方法答案

【问题标题】：Best Way to Store a Triangular/Hexagonal Grid in Python在 Python 中存储三角形/六边形网格的最佳方法
【发布时间】：2012-07-07 07:23:32
【问题描述】：

我正在用六边形瓷砖制作游戏，并决定使用三角形/六边形网格。我发现this 问题帮助我生成坐标，并稍微修改了代码以将所有坐标作为键存储在字典中，值为“。” （地板）或“X”（墙）并包含一个函数，该函数打印出地图的字符串表示形式，其中每个非空白字符代表一个六角形瓷砖。这是新代码：

deltas = [[1,0,-1],[0,1,-1],[-1,1,0],[-1,0,1],[0,-1,1],[1,-1,0]]
class HexGrid():
    def __init__(self, radius):
        self.radius = radius
        self.tiles = {(0, 0, 0): "X"}
        for r in range(radius):
            a = 0
            b = -r
            c = +r
            for j in range(6):
                num_of_hexas_in_edge = r
                for i in range(num_of_hexas_in_edge):
                    a = a+deltas[j][0]
                    b = b+deltas[j][1]
                    c = c+deltas[j][2]           
                    self.tiles[a,b,c] = "X"

    def show(self):
        l = []
        for y in range(20):
            l.append([])
            for x in range(60):
                l[y].append(".")
        for (a,b,c), tile in self.tiles.iteritems():
            l[self.radius-1-b][a-c+(2*(self.radius-1))] = self.tiles[a,b,c]
        mapString = ""
        for y in range(len(l)):
            for x in range(len(l[y])):
                mapString += l[y][x]
            mapString += "\n"
        print(mapString)

使用此代码，我可以生成半径内的所有坐标，如下所示：

import hexgrid
hg = hexgrid.HexGrid(radius)

并像这样访问坐标：

hg.tiles[a,b,c]

目前这似乎工作得很好，但我确信以这种方式存储地图肯定有一些缺点。如果有任何缺点，您能否指出它们，并提出更好的存储地图的方法？非常感谢您的宝贵时间。

【问题讨论】：

什么是a、b和c？这是 3D 的吗？

标签： python dictionary hexagonal-tiles

【解决方案1】：

使用数组进行存储可能会节省一些 CPU 时间，但差异可能可以忽略不计。

但是，您错过了管理此类地图的一种非常简单的方法。将其视为行和列，只是单元格的形状略有不同。

+--+--+--+--+--+--+--+
 \/ \/ \/ \/ \/ \/ \/    Even row

  /\ /\ /\ /\ /\ /\ /\   Odd row
 +--+--+--+--+--+--+--+

或者对于六边形：

  __    __    __    __
 /  \__/  \__/  \__/  \__ Even row
 \__/  \__/ A\__/  \__/   Odd  row
 /  \__/ F\__/ B\__/  \__ Even row
 \__/  \__/ X\__/  \__/   Odd  row
 /  \__/ E\__/ C\__/  \__ Even row
 \__/  \__/ D\__/  \__/   Odd  row
 /  \__/  \__/  \__/  \__ Even row
 \__/  \__/  \__/  \__/   Odd  row

然后您可以将数据存储为常规二维数组。奇数行向右偏移 0.5，您需要计算X 的邻接步骤：上：A = (0,-2)，右上：B = (1,-1)，右下：C = (1,1)，下：D = (0,2), 下左：E = (0,1)，左上：F = (0,-1)

如果你对浪费一点内存没意见，你也可以每隔一列留空，这样邻接关系就会变得简单一些：(0,-2), (1,-1), (1,-1), (0,-2), (-1,-1), (-1,1)

【讨论】：

感谢您的回答。我最喜欢在二维数组中存储六边形网格的方法是here 中描述的倾斜轴方法。这是我之前使用的。但是，我真的很喜欢我现在使用的坐标系，并且想坚持下去，所以我不会接受你的回答。不过，非常感谢您的帮助！对此，我真的非常感激！（制作这些 ascii 图一定很烦人！）
@RylandAlmanza：链接现在是this。维基似乎已经重组了！ :-) 干杯...

【解决方案2】：

我也做了一些研究，发现了一种更简单的方法。你不必变得像你一样复杂！表格可以是简单的数组数组，没有任何特殊规则。

您想使用六角根坐标系。请参阅此处的理论：https://en.wikipedia.org/wiki/Root_system。还有https://www.redblobgames.com/grids/hexagons/

单元格（0,0）位于结构的中心，那么它有六个邻居：如众所周知的正交表（1,0），（0,1），（-1,0） , (0,-1) 以及 (1,1) , (-1-1)。其他小区也有类似的六个邻居，不需要取模！

这里有一些 Ascii 艺术以便更好地理解：

   _____       _____      ____      __
  / -2,2\_____/ 0,1 \____/2,0 \____/  \__ 
  \_____/-1,1 \_____/ 1,0\____/3,-1\__/   
  /-2,1 \_____/0,0  \____/2,-1\____/  \__     
  \_____/-1,0 \_____/1,-1\____/3,-2\__/   
  /-2,0 \_____/ 0,-1\____/2,-2\____/  \__ 
  \_____/     \_____/    \____/    \__/

您可以计算每个单元格中心在平面中的位置（以及在屏幕中的位置），因为它遵循矢量几何规则。向量的坐标是 60° 而不是 90°：a=(0,1) 但 b=(0,87,0.5)，只需将这些坐标相乘和相加！

您可能想要使用 python 库Hexy。

【讨论】：

【解决方案3】：

不要使用 hg.tiles[a,b,c]。

通过这种方式使图块成为一个三维列表 hg.tiles = [[[z for z in range(10)] for y in range(10)] for x in range(10)] 现在您可以使用hg.tiles[a][b][c] 访问磁贴

PS:a = a+deltas[j][0] 应该是 a += deltas[j][0] 以此类推其他作业

【讨论】：

两者都没有实质性改变。
这种方法有什么好处？是不是更快了？我会接受这个答案，但我想在接受答案之前知道为什么它是正确答案。
我怀疑他的方法更快，它基本上是 3 次查找而不是创建 1 个哈希。您必须进行基准测试才能确定这一点。

【解决方案4】：

也许存储十六进制的最佳方式是在 python 列表或元组中；然后挑战变成如何从您的列表中检索特定的十六进制。在 python 中，一个很好的方法是构建一个十六进制坐标字典作为键，列表索引（或十六进制对象）作为值。假设您的十六进制列表不需要更改，则列表可以在完成后转换为元组。如果您将十六进制对象作为值保存在字典中，则可以完全放弃保存列表；字典直接将十六进制坐标映射到对象。

您的代码已经生成了一系列十六进制坐标，只需将它们保存在一个列表中并同时构建您的参考字典。此外，如果您正在编写一个类来管理您的游戏板，则存储和检索的所有细节都可以隐藏在该类中。

一些代码：

radius = 4
deltas = [[1,0,-1],[0,1,-1],[-1,1,0],[-1,0,1],[0,-1,1],[1,-1,0]]

hexes = []
indices = {}
index = 0

for r in range(radius):
    print("radius %d" % r)
    x = 0
    y = -r
    z = +r

    hexes.append((x,y,z))
    indices[(x,y,z)] = index   # Or store objects here
    index += 1
    print(x,y,z)

    for j in range(6):
        if j==5:
            num_of_hexes_in_edge = r-1
        else:
            num_of_hexes_in_edge = r
        for i in range(num_of_hexes_in_edge):
            x = x+deltas[j][0]
            y = y+deltas[j][1]
            z = z+deltas[j][2]

            hexes.append((x,y,z))
            indices[(x,y,z)] = index   # Or store objects here
            index += 1
            print(x,y,z)

hexes = tuple(hexes)
print(hexes)
print(indices)

【讨论】：