Python - 有效地检查列表中的每个项目与其他项目

Posted 2023-02-23

【中文标题】Python - 有效地检查列表中的每个项目与其他项目

【英文标题】：Python - Checking every item in a list against every other item efficiently

【发布时间】：2019-01-10 16:36:10

【问题描述】：

我正在开发一个游戏，其中每个对象都应该检查它是否与任何其他对象发生碰撞。我有一个所有对象的列表和一个函数，它可以确定两个对象是否正在碰撞并破坏它们。我目前使用的方法效率很低。

for i in list1:
    for j in list1:
        if collide(i, j):
            i.kill()
            j.kill()

最初我在它们被杀死后从列表中删除了两个对象，但是发生了一些碰撞而没有检测到，所以我恢复到这段代码。它有效，但我想要更高效的东西。

【问题讨论】：

为什么不检查物品在移动时是否与任何东西发生碰撞？

你的对象是 pygame 中的精灵吗？如果是这样，则有更好的碰撞检测。请更具体地说明您使用的数据类型和环境。

@zacharybys 所有对象始终处于运动状态。该游戏涉及一个重力模型，其中小行星始终处于重力加速度下。

@RoryDaulton 它在 pygame 中，但是所有精灵都是圆形，因此内置的 rect 碰撞将不起作用。

【参考方案1】：

首先，这是测试两次太多，还要测试一个对象是否与自身发生碰撞：

for i in list1:
    for j in list1:
        if collide(i, j):
            i.kill()
            j.kill()

这正好循环len(list1)**2 次。

一种将测试次数除以 2 的非常简单的方法（并避免针对自身进行测试）：

for i,obj1 in enumerate(list1):
   for j in range(i+1,len(list1)):
      obj2 = list1[j]
      if collide(obj1,obj2):
         obj1.kill()
         obj2.kill()

它利用了collide(obj1,obj2) 与collide(obj2,obj1) 相同的事实。

此时，您可能希望 break 退出内部循环，因为 obj1 现在已经死了。但这取决于你想做什么。

如果准确的碰撞测试成本高昂，您可以考虑更粗略的检查（距离、矩形边界、任何快速方法），这样您就可以丢弃彼此相距太远的项目，而无需执行“昂贵”的测试。

【讨论】：

所以这是针对所有项目检查第一项，针对除第一项之外的所有项检查第二项，针对除前两项之外的所有项检查第三项，等等？

是的，完全正确。 collide(obj1,obj2) 与 collide(obj2,obj1) 相同

对，这就是它如此低效的原因。感谢您的帮助，我会标记它。

它仍然具有 O(n**2) 复杂度，但至少快两倍。

这是检查每个项目与每个项目一次的最快方法，还是更有效？