A 尋路演算法

2021-07-05 17:21:14 字數 4325 閱讀 2577

問題

由於遊戲中尋路出了個小問題–玩家尋路到乙個死角後在那邊不停的來回跑,就是無法越過障礙物, 就研究了下a*尋路演算法以解決這個問題;

研究了幾天,自己寫了個demo這裡給出總結;

原理

*****:

a*演算法給出的是權值最優的路徑而不是最短路徑;

權值有f = g + h來表示;

啟發式函式如下：

f（p） = g（p） + h（p）

h值估算方法

這裡的估算方法類似距離*單位消耗, 計算過程優先使用整數, 浮點數的運算速度慢; 

//曼哈頓估價法


private


function


manhattan


(node:node)


:number


//幾何估價法


private


function


euclidian


(node:node)


:number


//對角線估價法


private


function


diagonal


(node:node)


:number
g值估算方法
從起點到當前節點的消耗, 可以用疊加過程來得到, 即g(p)=g(p-1)+g_p; g_p為從p-1走到p的消耗, 上下左右為1則對角線為1.4 (sqrt(2)得到). 實際計算用整數,所以會使用10, 14來計算.

openlist與closelist
設計

節點設計

class point


;    bool operator==(const


point& pos)


};struct node


;    bool operator==(const


node& node)


};
所有的parent都是指向closelist裡的成員，而closelist裡的值是不會變的，closelist做成一維陣列表示二維，利用(x,y)定位，openlist也同樣處理，這樣當openlist裡的isvisited為true則表明被訪問過了，就可以對比g值並更新parent；list中的所有沒有訪問過的或刪除的記憶體全部清零(isvisited=0表示沒有訪問過)；

標頭檔案.h
#ifndef strategyfactory_h


#define strategyfactory_h


/***************


a* searching road


***************/


#include 


#include 


using


namespace


std;


class point


;    bool


operator==(const point& pos)


};struct node


;    bool


operator==(const node& node)


};// 全域性變數的定義


static


const


int max_search_num = 1024;


static


const point up(0,0);


static


const


int max_grid_num = 15;


static


const point down(max_grid_num,max_grid_num);


static


const


char map_block = 'x';


static


const


char map_nonblock = '.';


static


const


char map_load = 'o';


char map[max_grid_num][max_grid_num];


enum searchdir  // 8個搜尋方向


;// a*搜尋類


class astar


void getminfnode(node& cur);


bool getnextstepnode(node& cur,node& nextnode, int dir);


bool isincloselist(node& cur);


bool isinopenlist(node& cur);


void calhval(node& nextnode);


void calnodeval(node& nextnode, int dir);


void updategh(node& cur);


public:


astar():opencount(0)


void setstartpos(point spos) 


void setendpos(point epos) 


bool assearch(point spt, point ept); // 尋路核心函式


bool calload(); // 尋路完後通過父節點從終點查詢到起點


};#endif // strategyfactory_h
原始檔.cpp
#include 


#include "test.h"


#include "cmath"


#include 


#include 


bool astar::assearch(point spt, point ept)


// 將相鄰節點計算gh後壓入


for(int i = dir_left; i <= dir_up_left; ++i)}}


return


false;


}void astar::calhval(node& nextnode)


bool astar::getnextstepnode(node& cur,node& nextnode, int dir)


if(nxt.x=down.x||nxt.y>=down.y)


return


false;


if(map[nxt.x][nxt.y] == map_block)


return


false;


nextnode.pos = nxt;


nextnode.parent= &closelist[getindex(cur.pos)]; //指向closelist中的對應位置


return


true;


}bool astar::isincloselist(node& cur)


bool astar::isinopenlist(node& cur)


void astar::getminfnode(node& cur)


}return;


}void astar::updategh(node& cur)


void astar::calnodeval(node& nextnode, int dir)


bool astar::calload()


while(endnode->parent!=null)


map[mstart.x][mstart.y] = map_load;


map[mend.x][mend.y] = map_load;


return


true;


}void initmap()


}// 列印地圖情況


void showmap()


}void getendpos(point& e)


}int main (void)


{    initmap();


showmap();


astar astr;


point s,e;


getstartpos(s);


getendpos(e);


if(astr.assearch(s,e) && astr.calload())


showmap();


else


cout


<


演示

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