JPS算法,全稱Jump Point Search,即跳點搜尋算法,是一種針對2D格線地圖設計的尋路算法,主要用於在靜態柵格地圖中找到從起點到終點的最佳路徑。
JPS算法是對A*算法的改進,主要區別在於JPS算法在擴展節點時,不是簡單地將當前節點的所有未訪問鄰居節點加入到開放列表(open list),而是通過一種更為智慧型的方式,只將有「價值」的節點加入到開放列表中。這種改進使得JPS算法在性能上相較於A*算法有顯著提升,尤其是在處理複雜地圖時,其效率優勢更為明顯。
JPS算法的核心思想是尋找到路徑規劃中的對稱性並打破它們,以避免擴展大量無用的節點。它遵循一個叫做「前向探索規則」(Look Ahead Rule/Pruning Rule)的策略,這個策略包括鄰居裁剪,通過這個方式,JPS算法能夠智慧型地決定哪些節點需要被考慮,哪些節點可以被剪枝,從而減少搜尋空間,提高效率。
JPS算法的最佳化版本,如JPS-Bit和JPS-BitPrune,進一步提高了算法的效率。JPS-Bit通過位運算最佳化了節點拓展的效率,而JPS-BitPrune則在JPS-Bit的基礎上進行了剪枝最佳化,有效地減少了不必要的計算。
總的來說,JPS算法通過其獨特的節點擴展策略和最佳化方法,在處理2D格線地圖的尋路問題時展現出了優越的性能。