A 演算法（一）簡單實現

最近準備參加海康威視的乙個軟體挑戰賽（需要用到路徑搜尋的演算法，參考了網上的一些案例，自己實現了乙個簡單的a*演算法。

a*演算法是一種啟發式的路徑搜尋演算法。對於地圖中的每乙個節點，我們記錄起點到該節點的消耗g，估算該節點到終點的消耗h（並不是準確值，有多種估算方法，簡單的比如歐氏距離），已經兩者之和f=g+h。

具體步驟為：

①將起點放入openlist；

②從openlist中選取f值最小的節點，記為v；

③將節點v從openlist中移除，加入closelist中；

④遍歷節點v周圍的節點，記為k，判斷k其是否已經加入了closelist：

k沒有加入closelist：

k是否加入了openlist：

是：如果其通過節點v距離更近（即v.g+distance(v,k) < k.g），記錄k的父節點為v

否：將k加入openlist，設定其父節點為v

k加入了closelist：

無操作⑤重複②到④，知道遇到終點；

⑥從終點尋找其父節點，直到起點，得到了終點到起點的路徑。

其流程為

把起始格新增到 "開啟列表" 
do 
if (它不在開啟列表中) 
把它新增進 "開啟列表", 把當前格作為這一格的父節點, 計算這一格的 fgh 
if (它已經在開啟列表中) 
}} while( 目標格已經在 "開啟列表", 這時候路徑被找到) 
如果開啟列表已經空了, 說明路徑不存在.
最後從目標格開始, 沿著每一格的父節點移動直到回到起始格, 這就是路徑.


以下給出具體實現的**（這部分**沒有經過優化，執行很慢，但是能正確實現a*演算法的功能）：

其中，"maputils.h"中定義了：二位陣列parkmap表示地圖，imaplength表示地圖長度，imapwidth表示地圖寬度。

astarutils.h

// by 2023年5月27日20:19:49
#ifndef _a_star_utils_h_
#define _a_star_utils_h_
#include struct point
point(int _x, int _y) :x(_x), y(_y)
{} int x; // 點的橫座標，從0開始
int y; // 點的縱座標，從0開始
};struct listnode
listnode(point p, int f, int g, int h) :position(p), f(f), g(g), h(h), parentposition(0, 0), hasparent(false)
{} point position;
int f = 0; // f = g + h
int g = 0; // 起點到該店的移動代價（已經走過的路程）
int h = 0; // 該點到終點的估算成本（直接去橫縱座標差之和）
point parentposition;
bool hasparent;
};class astar;
#endif

astarutils.cpp

// by denghaijin 2023年5月27日20:20:26
#include "astarutils.h"
#include "maputils.h"
std::vectorastar::findpathinmap(int start_x, int start_y, int dest_x, int dest_y, bool & succeed)
if (parkmap[cur_y][cur_x].mark == *"x")
else}}
}} // 右邊的點
if (node_min_f->position.x < imaplength - 1)
if (parkmap[cur_y][cur_x].mark == *"x")
else}}
}} // 上邊的點
if (node_min_f->position.y > 0)
if (parkmap[cur_y][cur_x].mark == *"x")
else}}
}} // 下邊的點
if (node_min_f->position.y < imapwidth - 1)
if (parkmap[cur_y][cur_x].mark == *"x")
else}}
}} //判斷是否結束
// 終點加入openlist
//if (findnodeinopenlist(point(dest_x, dest_y)) != null)
// stop = true;
// 查詢終點失敗，並且 open list 是空的，此時沒有路徑
// ...
} // temp
std::vectorreverselist;
listnode * curnode = findnodeincloselist(point(dest_x, dest_y));
while (curnode != null && curnode->position.x != start_x || curnode->position.y != start_y)
std::vectorlist;
for (int index = reverselist.size() - 1; index >= 0; index--)
return list;
}listnode * astar::findleastfinopenlist()
} return res_node;
}bool astar::isnodeinopenlist(listnode * node)
} return false;
}bool astar::isnodeincloselist(listnode * node)
} return false;
}listnode * astar::findnodeinopenlist(point p)
} return null;
}listnode * astar::findnodeincloselist(point p)
} return null;
}void astar::removenodefromopenlist(point p) }}
void astar::removenodefromcloselist(point p)
}}

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