Gen_Hack-and-Slash-Roguelite/Client/Assets/Scripts/Entity/EntityPathManager.cs

using System;
using System.Collections.Generic;
using UnityEngine;

namespace Entity
{
    public enum PathNodeStatus // 新增枚举
    {
        Unvisited,
        InOpenSet,
        InClosedSet
    }

    /// <summary>
    /// 表示寻路算法中的一个节点。
    /// </summary>
    public class PathNode : IComparable<PathNode> // 实现 IComparable 接口
    {
        public Vector3Int CellCoordinates; // 格子坐标
        public Vector3 WorldCoordinates; // 世界坐标 (中心点)
        public float GCost; // 从起点到当前节点的实际代价
        public float HCost; // 从当前节点到终点的估算代价 (启发式)
        public float FCost => GCost + HCost; // 总代价
        public PathNode Parent; // 父节点，用于回溯路径
        public PathNodeStatus Status; // 新增状态属性

        /// <summary>
        /// 构造一个新的PathNode实例。
        /// </summary>
        /// <param name="cellCoords">节点的格子坐标。</param>
        /// <param name="worldCoords">节点的世界坐标。</param>
        public PathNode(Vector3Int cellCoords, Vector3 worldCoords)
        {
            CellCoordinates = cellCoords;
            WorldCoordinates = worldCoords;
            GCost = float.MaxValue; // 初始化 GCost 为最大值
            HCost = 0;
            Parent = null; // 确保 Parent 默认是 null
            Status = PathNodeStatus.Unvisited; // 初始化状态
        }

        /// <summary>
        /// 判断两个PathNode实例是否相等，基于它们的格子坐标。
        /// </summary>
        /// <param name="obj">要比较的对象。</param>
        /// <returns>如果相等则返回true，否则返回false。</returns>
        public override bool Equals(object obj)
        {
            if (obj is PathNode other)
            {
                return CellCoordinates.Equals(other.CellCoordinates);
            }
            return false;
        }

        /// <summary>
        /// 获取PathNode实例的哈希码，基于其格子坐标。
        /// </summary>
        /// <returns>PathNode实例的哈希码。</returns>
        public override int GetHashCode()
        {
            return CellCoordinates.GetHashCode();
        }

        /// <summary>
        /// 返回表示当前节点的字符串。
        /// </summary>
        /// <returns>节点的字符串表示。</returns>
        public override string ToString()
        {
            return $"Node({CellCoordinates}, F:{FCost:F1}, G:{GCost:F1}, H:{HCost:F1}, Status:{Status})";
        }

        /// <summary>
        /// 比较两个PathNode实例，用于排序（优先队列）。
        /// 优先比较 FCost，FCost 相等时优先比较 HCost（避免路径过长）。
        /// </summary>
        public int CompareTo(PathNode other)
        {
            if (other == null) return 1;

            var fCostComparison = FCost.CompareTo(other.FCost);
            if (fCostComparison != 0)
            {
                return fCostComparison;
            }
            // FCost 相等时，HCost 小的优先级更高（更接近目标）
            return HCost.CompareTo(other.HCost);
        }
    }

    /// <summary>
    /// 管理实体的路径生成和移动。
    /// </summary>
    public class EntityPathManager
    {
        
        public bool IsPathComplete => _currentPath == null || _currentPath.Count == 0 || _pathIndex >= _currentPath.Count;
        
        /// <summary>
        /// 最小优先队列实现，用于A*算法的OpenSet。
        /// </summary>
        /// <typeparam name="T">队列中存储的元素类型，必须实现 IComparableT。</typeparam>
        private class PriorityQueue<T> where T : IComparable<T>
        {
            private readonly List<T> data; // 存储堆元素的列表

            public int Count => data.Count; // 队列中的元素数量

            public PriorityQueue()
            {
                data = new List<T>();
            }

            /// <summary>
            /// 将元素添加到队列中。
            /// </summary>
            /// <param name="item">要添加的元素。</param>
            public void Enqueue(T item)
            {
                data.Add(item);
                var ci = data.Count - 1; // child index
                while (ci > 0)
                {
                    var pi = (ci - 1) / 2; // parent index
                    if (data[ci].CompareTo(data[pi]) >= 0) // 如果子节点不比父节点小，则满足堆属性
                        break;
                    (data[ci], data[pi]) = (data[pi], data[ci]);
                    ci = pi;
                }
            }

            /// <summary>
            /// 移除并返回队列中最小的元素。
            /// </summary>
            /// <returns>最小的元素。</returns>
            public T Dequeue()
            {
                // 假设队列不为空，调用前应检查 Count > 0
                var li = data.Count - 1; // last index
                var frontItem = data[0]; // 最小元素
                data[0] = data[li]; // 将最后一个元素移到根部
                data.RemoveAt(li); // 移除最后一个元素

                --li; // last index (after removal)
                var pi = 0; // parent index
                while (true)
                {
                    var ci = pi * 2 + 1; // child index (left child)
                    if (ci > li) break; // 如果左子节点超出范围，说明没有子节点了

                    var rc = ci + 1; // right child index
                    if (rc <= li && data[rc].CompareTo(data[ci]) < 0) // 如果右子节点存在且比左子节点小
                        ci = rc; // 选择右子节点作为要比较的子节点

                    if (data[pi].CompareTo(data[ci]) <= 0) break; // 如果父节点不比选中的子节点大，则满足堆属性

                    (data[pi], data[ci]) = (data[ci], data[pi]);
                    pi = ci;
                }
                return frontItem;
            }
        }


        private readonly Entity _entity; // 标记为 readonly
        private List<Vector2> _currentPath;
        private int _pathIndex;

        private const float HEURISTIC_MULTIPLIER = 1.0f; // 启发式乘数
        private const float IMPASSABLE_TRAVEL_COST_THRESHOLD = 1.0f; // 不可通行成本阈值

        /// <summary>
        /// 构造一个新的EntityPathManager实例。
        /// </summary>
        /// <param name="entity">要管理路径的实体。</param>
        public EntityPathManager(Entity entity)
        {
            _entity = entity;
            _currentPath = new List<Vector2>();
            _pathIndex = 0;
        }

        /// <summary>
        /// 生成从实体当前位置到目标坐标的路径。
        /// </summary>
        /// <param name="targetCoordinate">目标世界坐标。</param>
        public void GeneratePath(Vector2 targetCoordinate)
        {
            _currentPath.Clear();
            _pathIndex = 0;

            if (_entity == null)
            {
                Debug.LogError("实体在实体路径管理器中为空，无法生成路径。");
                return;
            }

            // 假设 Program.Instance.GetDimension 和 currentDimension.landform 存在且有效
            // 否则在实际项目中需要更严格的空值检查和错误处理
            var currentDimension = Program.Instance.GetDimension(_entity.currentDimensionId);
            if (currentDimension == null)
            {
                Debug.LogError($"未找到维度: {_entity.currentDimensionId}");
                return;
            }

            var landform = currentDimension.landform;

            // 起点和终点的格子坐标
            var startCell = landform.GetCellCoordinates(_entity.Position);
            var targetWorldPosition3D = new Vector3(targetCoordinate.x, targetCoordinate.y, _entity.Position.z);
            var targetCell = landform.GetCellCoordinates(targetWorldPosition3D);

            var entitySize =
                new Vector3Int(Mathf.CeilToInt(_entity.Size.x), Mathf.CeilToInt(_entity.Size.y), 1);
            
            // A* 算法
            var openSet = new PriorityQueue<PathNode>(); // 使用优先队列
            var allNodes = new Dictionary<Vector3Int, PathNode>(); // 用于快速查找已创建的节点

            var startNode = new PathNode(startCell, _entity.Position)
            {
                GCost = 0,
                HCost = CalculateHeuristic(_entity.Position, targetCoordinate),
                Status = PathNodeStatus.InOpenSet // 设置起始节点状态
            };
            openSet.Enqueue(startNode);
            allNodes.Add(startCell, startNode);

            // 检查目标点是否可通行
            // 如果目标点在地图边界外，landform.GetTravelCostForArea 应该返回一个不可通行值
            var targetCellTravelCost = landform.GetTravelCostForArea(targetCell, entitySize);
            if (targetCellTravelCost >= IMPASSABLE_TRAVEL_COST_THRESHOLD)
            {
                Debug.LogWarning($"目标位置 {targetCoordinate} 不可通行或超出地图边界，无法生成路径。");
                _currentPath.Clear();
                return;
            }

            while (openSet.Count > 0)
            {
                var currentNode = openSet.Dequeue(); // 从优先队列中取出FCost最小的节点

                // 如果这个节点已经以最优路径处理过 (通过另一个更优的路径被Dequeued并Closed)
                if (currentNode.Status == PathNodeStatus.InClosedSet)
                {
                    continue; // 跳过旧的或重复的队列项
                }
                
                // 将当前节点标记为已处理
                currentNode.Status = PathNodeStatus.InClosedSet;

                // 如果找到目标节点
                if (currentNode.CellCoordinates == targetCell)
                {
                    _currentPath = ReconstructPath(currentNode);
                    return;
                }
                
                // 遍历邻居节点 (8个方向，包括对角线)
                foreach (var neighborCellOffset in new[] 
                {
                    new Vector3Int(0, 1, 0), new Vector3Int(0, -1, 0), new Vector3Int(1, 0, 0), new Vector3Int(-1, 0, 0),
                    new Vector3Int(1, 1, 0), new Vector3Int(1, -1, 0), new Vector3Int(-1, 1, 0), new Vector3Int(-1, -1, 0)
                })
                {
                    var neighborCell = currentNode.CellCoordinates + neighborCellOffset;
                    
                    // 获取邻居节点的世界坐标中心点
                    var neighborWorldPosition = landform.GetWorldCoordinates(neighborCell);
                    
                    // 获取邻居区域的通行成本，考虑到实体大小
                    var travelCost = landform.GetTravelCostForArea(neighborCell, entitySize);

                    // 如果邻居不可通行，则跳过
                    if (travelCost >= IMPASSABLE_TRAVEL_COST_THRESHOLD)
                    {
                        continue;
                    }

                    PathNode neighborNode;
                    // 尝试从 allNodes 字典中获取邻居节点
                    if (!allNodes.TryGetValue(neighborCell, out neighborNode))
                    {
                        // 如果节点未被发现，则创建它并添加到 allNodes 字典
                        neighborNode = new PathNode(neighborCell, neighborWorldPosition);
                        allNodes.Add(neighborCell, neighborNode);
                    }
                    
                    // 【逻辑修改1】A* 状态管理一致性改进
                    // 如果邻居节点已经在closedSet中，则意味着我们已经以最优路径处理过它，跳过。
                    // 此处不进行“重新开启已关闭节点”的操作。
                    if (neighborNode.Status == PathNodeStatus.InClosedSet)
                    {
                        continue;
                    }

                    // 从当前节点到邻居节点的实际代价
                    // Distance 乘以 (1 + travelCost) 作为难度系数
                    var newGCost = currentNode.GCost +
                                   Vector3.Distance(currentNode.WorldCoordinates, neighborNode.WorldCoordinates) *
                                   (1f + travelCost);

                    // 如果找到更短的路径，则更新邻居节点信息
                    if (newGCost < neighborNode.GCost) // 路径更优
                    {
                        neighborNode.GCost = newGCost;
                        neighborNode.HCost = CalculateHeuristic(neighborNode.WorldCoordinates, targetCoordinate);
                        neighborNode.Parent = currentNode;
                        
                        // 【逻辑修改1】A* 状态管理一致性改进
                        // 只有当邻居节点是Unvisited时，才将其加入OpenSet。
                        // 如果节点已经是InOpenSet，它的GCost已经被更新，优先队列会处理其优先级变化。
                        // 如果节点是InClosedSet，则由于前面的continue语句，不会到达此处。
                        if (neighborNode.Status == PathNodeStatus.Unvisited)
                        {
                            neighborNode.Status = PathNodeStatus.InOpenSet;
                            openSet.Enqueue(neighborNode);
                        }
                    }
                }
            }

            // 如果OpenSet为空且没有找到路径
            Debug.LogWarning($"未找到实体 {_entity.name} 到目标 {targetCoordinate} 的路径。可能目标不可达，或被完全包围。");
            _currentPath.Clear();
        }

        /// <summary>
        /// 获取实体下一帧应该移动到的位置。
        /// </summary>
        /// <param name="currentPosition">实体当前的世界坐标。</param>
        /// <param name="moveSpeed">实体的移动速度（单位：世界单位/秒）。</param>
        /// <returns>下一帧实体的位置。</returns>
        public Vector3 GetNextPosition(Vector3 currentPosition, float moveSpeed)
        {
            if (IsPathComplete)
            {
                return currentPosition; // 没有路径或路径已完成，停留在原地
            }

            var targetWaypoint2D = _currentPath[_pathIndex];
            var currentPosition2D = new Vector2(currentPosition.x, currentPosition.y);
            
            // 计算到当前目标路点的距离
            var distanceToWaypoint = Vector2.Distance(currentPosition2D, targetWaypoint2D);
            
            // 计算实体在当前帧内可以移动的最大距离
            var maxMoveDistance = moveSpeed * Time.deltaTime;

            if (distanceToWaypoint <= maxMoveDistance)
            {
                // 实体可以在当前帧内到达或超过当前路点。
                // 直接移动到路点，并将路径索引前进到下一个。
                Vector3 nextPosition = new Vector3(targetWaypoint2D.x, targetWaypoint2D.y, currentPosition.z);
                _pathIndex++; // 前进到下一个路点
                return nextPosition;
            }
            else
            {
                // 实体在当前帧内无法到达当前路点。
                // 以最大移动距离向当前路点移动。
                var direction = (targetWaypoint2D - currentPosition2D).normalized;
                var newPosition2D = currentPosition2D + direction * maxMoveDistance;
                return new Vector3(newPosition2D.x, newPosition2D.y, currentPosition.z);
            }
        }

        // 【新增函数】获取实体下一帧的方向
        /// <summary>
        /// 获取实体应该移动的方向（2D）。
        /// </summary>
        /// <param name="currentPosition">实体的当前世界坐标。</param>
        /// <returns>标准化后的移动方向Vector2，如果没有路径或路径完成则返回Vector2.zero。</returns>
        public Vector2 GetNextDirection(Vector3 currentPosition)
        {
            if (IsPathComplete)
            {
                return Vector2.zero; // 没有路径或路径已完成，没有移动方向
            }

            var targetWaypoint2D = _currentPath[_pathIndex];
            var currentPosition2D = new Vector2(currentPosition.x, currentPosition.y);

            var direction = (targetWaypoint2D - currentPosition2D);

            // 如果实体当前已非常接近目标路点，预判性地查看下一个路点的方向
            // 这样做有助于动画平滑过渡，避免在到达路点瞬间方向变为零
            if (direction.sqrMagnitude < 0.001f) // 使用一个小的阈值判断是否“到达”路点
            {
                int lookAheadIndex = _pathIndex + 1;
                if (lookAheadIndex < _currentPath.Count)
                {
                    var nextWaypoint2D = _currentPath[lookAheadIndex];
                    return (nextWaypoint2D - currentPosition2D).normalized;
                }
                else
                {
                    // 这是最后一个路点，或者没有下一个路点
                    return Vector2.zero;
                }
            }
            
            return direction.normalized;
        }

        /// <summary>
        /// 计算从当前节点到目标节点的启发式代价。
        /// </summary>
        /// <param name="currentWorldPosition">当前世界坐标。</param>
        /// <param name="targetWorldPosition">目标世界坐标。</param>
        /// <returns>启发式代价。</returns>
        private float CalculateHeuristic(Vector3 currentWorldPosition, Vector2 targetWorldPosition)
        {
            return Vector2.Distance(new Vector2(currentWorldPosition.x, currentWorldPosition.y), targetWorldPosition) *
                   HEURISTIC_MULTIPLIER;
        }

        /// <summary>
        /// 从终点回溯并重建路径。
        /// </summary>
        /// <param name="endNode">路径的终点节点。</param>
        /// <returns>世界坐标点的路径列表。</returns>
        private List<Vector2> ReconstructPath(PathNode endNode)
        {
            var path = new List<Vector2>();
            var currentNode = endNode;
            while (currentNode != null)
            {
                path.Add(new Vector2(currentNode.WorldCoordinates.x, currentNode.WorldCoordinates.y));
                currentNode = currentNode.Parent;
            }

            path.Reverse(); // 将路径反转，使其从起点到终点
            return path;
        }

        // 移除了 GetSmoothTravelCost 方法
    }
}