地图搜索算法，A*算法！

[Robin]

；；

[hell190109]

vckbase上有个程序

http://www.vckbase.com/code/downcode.asp?id=2205

用A*算法解决8数码问题

内容说明：
A*算法属于一种启发式搜索,它扩展结点的次序类似于广度优先搜索,但不同的是每生成一个子结点需要计算估价函数F,以估算起始结点的约束经过该结点至达目标结点的最佳路径代价;每当扩展结点时,意是在所有待扩展结点中选择具有最小F值的结点做为扩展对象,以便使搜索尽量沿最有希望的方向进行.A*算法只要求产生问题的全部状态空间的部分结点及关系,就可以求解问题了,搜索效率较高。当然由于A*算法中没有回溯，因此某些情况下可能会找不到正确的解过程。

[Leonard76]

http://www.chinaai.org/Article_Show.asp?ArticleID=208

这个网站很不哦错！
我常上！！~~~~~~hehe

[Leonard76]

* 云风的求解最短路径代码 (Cloud Wu's Pathfinding code)
* 1999 年 1月 8 日 (1999, Jan
* 这段代码没有进行任何优化(包括算法上的), 但不意味我不知道该怎样优化它，
* 它是为教学目的而做,旨在用易于理解和简洁的代码描述出 A* 算法在求最段路
* 径中的运用. 由于很久没有摸算法书, 本程序不能保证是纯正的 A* 算法
* 你可以在理解了这段程序的基础上,按自己的理解写出类似的代码. 但是简单的
* 复制它到你的程序中是不允许的,如果你真要这样干,请在直接使用它的软件的
* 文档中,写上我的名字
* 有任何的问题,或建议请 E-mail 到 [e-mail]
* 欢迎参观我的主页 http://member.netease.com/~cloudwu (云风工作室)
* (你可以在上面找到一些有关这个问题的讨论,和有关游戏设计的其它大量资料)
*
* 本程序附带有一个数据文件 map.dat, 保存有地图的数据
*/

// #define NDEBUG
#include <stdio.h>
#include <conio.h>
#include <assert.h>
#include <stdlib.h>
#define MAPMAXSIZE 100 //地图面积最大为 100x100
#define MAXINT 8192 //定义一个最大整数, 地图上任意两点距离不会超过它
#define STACKSIZE 65536 //保存搜索节点的堆栈大小

#define tile_num(x,y) ((y)*map_w+(x)) //将 x,y 坐标转换为地图上块的编号
#define tile_x(n) ((n)%map_w) //由块编号得出 x,y 坐标
#define tile_y(n) ((n)/map_w)

// 树结构, 比较特殊, 是从叶节点向根节点反向链接
typedef struct node *TREE;

struct node {
int h;
int tile;
TREE father;
} ;

typedef struct node2 *LINK;

struct node2 {
TREE node;
int f;
LINK next;
};

LINK queue; // 保存没有处理的行走方法的节点
TREE stack[STACKSIZE]; // 保存已经处理过的节点 (搜索完后释放)
int stacktop;
unsigned char map[MAPMAXSIZE][MAPMAXSIZE]; //地图数据
int dis_map[MAPMAXSIZE][MAPMAXSIZE]; //保存搜索路径时,中间目标地最优解

int map_w,map_h; //地图宽和高
int start_x,start_y,end_x,end_y; //地点,终点坐标

// 初始化队列
void init_queue()
{
queue=(LINK)malloc(sizeof(*queue));
queue->node=NULL;
queue->f=-1;
queue->next=(LINK)malloc(sizeof(*queue));
queue->next->f=MAXINT;
queue->next->node=NULL;
queue->next->next=NULL;
}

// 待处理节点入队列, 依靠对目的地估价距离插入排序
void enter_queue(TREE node,int f)
{
LINK p=queue,father,q;
while(f>p->f) {
father=p;
p=p->next;
assert(p);
}
q=(LINK)malloc(sizeof(*q));
assert(queue);
q->f=f,q->node=node,q->next=p;
father->next=q;
}

// 将离目的地估计最近的方案出队列
TREE get_from_queue()
{
TREE bestchoice=queue->next->node;
LINK next=queue->next->next;
free(queue->next);
queue->next=next;
stack[stacktop++]=bestchoice;
assert(stacktop<STACKSIZE);
return bestchoice;
}

// 释放栈顶节点
void pop_stack()
{
free(stack[--stacktop]);
}

// 释放申请过的所有节点
void freetree()
{
int i;
LINK p;
for (i=0;i<stacktop;i++)
free(stack[i]);
while (queue) {
p=queue;
free(p->node);
queue=queue->next;
free(p);
}
}

// 估价函数,估价 x,y 到目的地的距离,估计值必须保证比实际值小
int judge(int x,int y)
{
int distance;
distance=abs(end_x-x)+abs(end_y-y);
return distance;
}

// 尝试下一步移动到 x,y 可行否
int trytile(int x,int y,TREE father)
{
TREE p=father;
int h;
if (map[y][x]!=' ') return 1; // 如果 (x,y) 处是障碍,失败
while (p) {
if (x==tile_x(p->tile) && y==tile_y(p->tile)) return 1; //如果 (x,y) 曾经经过,失败
p=p->father;
}
h=father->h+1;
if (h>=dis_map[y][x]) return 1; // 如果曾经有更好的方案移动到 (x,y) 失败
dis_map[y][x]=h; // 记录这次到 (x,y) 的距离为历史最佳距离

// 将这步方案记入待处理队列
p=(TREE)malloc(sizeof(*p));
p->father=father;
p->h=father->h+1;
p->tile=tile_num(x,y);
enter_queue(p,p->h+judge(x,y));
return 0;
}

// 路径寻找主函数
void findpath(int *path)
{
TREE root;
int i,j;
stacktop=0;
for (i=0;i<map_h;i++)
for (j=0;j<map_w;j++)
dis_map[i][j]=MAXINT;
init_queue();
root=(TREE)malloc(sizeof(*root));
root->tile=tile_num(start_x,start_y);
root->h=0;
root->father=NULL;
enter_queue(root,judge(start_x,start_y));
for (; {
int x,y,child;
TREE p;
root=get_from_queue();
if (root==NULL) {
*path=-1;
return;
}
x=tile_x(root->tile);
y=tile_y(root->tile);
if (x==end_x && y==end_y) break; // 达到目的地成功返回

child=trytile(x,y-1,root); //尝试向上移动
child&=trytile(x,y+1,root); //尝试向下移动
child&=trytile(x-1,y,root); //尝试向左移动
child&=trytile(x+1,y,root); //尝试向右移动
if (child!=0)
pop_stack(); // 如果四个方向均不能移动,释放这个死节点
}

// 回溯树，将求出的最佳路径保存在 path[] 中
for (i=0;root;i++) {
path[i]=root->tile;
root=root->father;
}
path[i]=-1;
freetree();
}

void printpath(int *path)
{
int i;
for (i=0;path[i]>=0;i++) {
gotoxy(tile_x(path[i])+1,tile_y(path[i])+1);
cprintf("\xfe");
}
}

int readmap()
{
FILE *f;
int i,j;
f=fopen("map.dat","r");
assert(f);
fscanf(f,"%d,%d\n",&map_w,&map_h);
for (i=0;i<map_h;i++)
fgets(&map[i][0],map_w+1,f);
fclose(f);
start_x=-1,end_x=-1;
for (i=0;i<map_h;i++)
for (j=0;j<map_w;j++) {
if (map[i][j]=='s') map[i][j]=' ',start_x=j,start_y=i;
if (map[i][j]=='e') map[i][j]=' ',end_x=j,end_y=i;
}
assert(start_x>=0 && end_x>=0);
return 0;
}

void showmap()
{
int i,j;
clrscr();
for (i=0;i<map_h;i++) {
gotoxy(1,i+1);
for (j=0;j<map_w;j++)
if (map[i][j]!=' ') cprintf("\xdb");
else cprintf(" ");
}
gotoxy(start_x+1,start_y+1);
cprintf("s");
gotoxy(end_x+1,end_y+1);
cprintf("e");
}

int main()
{
int path[MAXINT];
readmap();
showmap();
getch();
findpath(path);
printpath(path);
getch();
return 0;
}

[Leonard76]

程序运行另需要一个描述地图的数据文件 map.dat 如下


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[Robin]

这个我当然都看到了！

[Robin]

有没有比这个还好的算法！从效率上看！

[feng]

我自己做过一个地图路径搜索算法，效率比A*要快，但找到的并不一定是最短路径。
思想是这样的:
将地图数据用活化边表来表示.(活化边表的定义在图形学的书上有说明）。
找到起始点和终点所在的线段，利用A*算法，找出从起始线短到目标线短最短的线段序列集合。
优化线段集合，找出每个线端上最佳点，将这些最佳点串起来就得到了所需路径

[xmmx123]

写过一个A* 上面的地图搜索用的时间都是0 S

[EnigmaXJ]

上面这个多简单啊，如果是几百个精灵同时搜索路径，地图又比较复杂的话，纯粹的A*也不行的。