当たり判定を速くする前に測る（総当たりを捨てて遅くなった話）

弾が最大300発、敵が最大60体。総当たりだと毎フレーム18,000回の距離くらべになります。これは減らしたい。

素直な手は「画面をマス目に区切って、弾の近くのマスにいる敵だけを見る」です。書いて、測って、遅くなりました。

まず、切り出して測った

マス目だけを取り出して、敵の数を変えながら測ります（弾300発・200フレームぶん）。

敵数	弾数	総当たり(ms)	マス目(ms)
60	300	100	6
150	300	210	9
400	300	382	17
1000	300	420	28
3000	300	501	62

数字だけ見れば、マス目の勝ちです。敵60体でも16倍、3000体なら8倍。ここで満足して差し替えると、次の落とし穴に落ちます。

ゲームの中では負けた

同じ実装で、実際の1プレイ（30秒ぶん・同じ種・同じ入力）を回して測ると、逆転しました。

理由ははっきりしています。切り出した測定では、敵が消えません。実際のゲームでは、弾が当たるたびに敵が消え、並びが変わり、マス目は作り直しになります。

速くするための下ごしらえが、いちばん多い場面で毎回捨てられていた。

直し方：捨てずに、数で選ぶ

マス目が悪いわけではありません。数が増えれば逆転することは、切り出した測定で分かっています。そこで両方を残し、その場の数で選ぶようにしました。

bool useGrid = Mode == HitMode.Grid ||
               (Mode == HitMode.Auto && _shotCount * _enemyCount > GridThresholdPairs);

境目の 1,200 は実測から決めた数字です（この機械で、総当たり1回ぶんの手間とマス目の下ごしらえが釣り合うあたり）。

結果が変わっていないことを、テストで固定する

速さのために実装を変えたときに怖いのは、答えが変わることです。当たり判定は「どの弾がどの敵に当たるか」なので、少し違うだけでスコアが変わります。

そこで、同じ種・同じ入力で1プレイぶん回し、結果を文字にして突き合わせています。

return $"点{battle.Score} 撃破{battle.Kills} 敵{battle.EnemyCount} 弾{battle.ShotCount} 残機{battle.Lives} 時間{battle.Time:0.000}";

[Test]
public void 総当たりとマス目で結果が同じ()
{
    for (int seed = 1; seed <= 5; seed++)
    {
        Assert.That(Play(HitMode.Grid, seed, 40f), Is.EqualTo(Play(HitMode.BruteForce, seed, 40f)), $"種 {seed} で結果が違う");
    }
}

まとめ

• 切り出した測定は上限の目安。実際の場面では前提（消える・数が少ない）が違う
• この規模（敵が数体〜十数体）では、総当たりで足りた
• 速くした実装は捨てずに残し、数で切り替える
• 実装を変えたら、結果が同じであることをテストで固定する