本关任务：编写一个使用 A* 搜索算法完成求解迷宫问题最优解的小程序。

由于A*搜索算法需要用到估价函数来评估节点的优先级，因此需要先为迷宫设计一个合适的估价函数。一般来说，利用曼哈顿距离或欧几里得距离作为估价函数都是比较常用的方法。在这里，我们选择使用曼哈顿距离作为估价函数。

具体实现方法如下：

1. 定义 m 行 n 列的迷宫，用二维数组 maze 表示，其中 0 表示可以通过的通路，1 表示障碍物。

2. 定义节点类 Node，包含节点的坐标 x、y 值以及节点的g值（从起点到该节点的步数）和h值（节点到终点的曼哈顿距离）。

3. 定义 openList 和 closeList 两个列表，openList 初始时包含起点节点，closeList 为空。

4. 利用 A* 搜索算法搜索迷宫，直到找到终点或 openList 为空：

- 从 openList 中选取 f 值最小的节点作为当前节点，若当前节点为终点，则搜索结束。

- 将当前节点从 openList 中删除，加入 closeList。

- 遍历当前节点的所有相邻节点，若相邻节点不在 closeList 中且可以到达，则对相邻节点计算 g 和 h 值，加入 openList 中。

5. 搜索结束后，若成功找到终点，则从终点开始沿着父节点指针输出路径。

代码实现如下：

import math

# 定义节点类
class Node:
    def __init__(self, x, y, g=0, h=0):
        self.x = x
        self.y = y
        self.g = g
        self.h = h
        self.parent = None

    def f(self):
        return self.g + self.h

# A*搜索算法函数
def AStar(maze, start, end):
    # 定义每个节点的四个搜索方向
    directions = [(0, 1), (0, -1), (1, 0), (-1, 0)]
    m = len(maze)
    n = len(maze[0])

    # 定义起点、终点节点
    start_node = Node(start[0], start[1])
    end_node = Node(end[0], end[1])

    # 定义 openList, closeList 列表
    openList = [start_node]
    closeList = []

    while openList:
        # 选取 f 值最小的节点作为当前节点
        current_node = min(openList, key=lambda x: x.f())
        # 当前节点为终点，搜索完成
        if current_node.x == end_node.x and current_node.y == end_node.y:
            path = []
            while current_node:
                path.append([current_node.x, current_node.y])
                current_node = current_node.parent
            return path[::-1]

        # 将当前节点从 openList 中删除，加入 closeList 列表
        openList.remove(current_node)
        closeList.append(current_node)

        # 遍历当前节点的四个相邻节点
        for direction in directions:
            x = current_node.x + direction[0]
            y = current_node.y + direction[1]
            # 判断相邻节点是否可以到达
            if 0 <= x < m and 0 <= y < n and maze[x][y] == 0:
                # 如果相邻节点已经在 closeList 中，则忽略
                if any((x, y) == (node.x, node.y) for node in closeList):
                    continue
                # 计算相邻节点的g,h值
                g = current_node.g + 1
                h = abs(x - end_node.x) + abs(y - end_node.y)
                node = Node(x, y, g, h)
                node.parent = current_node
                # 如果相邻节点在 openList 中，则更新该节点的g值
                if any((x, y) == (node.x, node.y) for node in openList):
                    index = openList.index((x, y))
                    if openList[index].g > g:
                        openList[index].g = g
                        openList[index].parent = current_node
                else:
                    openList.append(node)
    
    # 若搜索失败，则返回 None
    return None


# 将迷宫展示出来
def showMaze(maze):
    for row in maze:
        print(" ".join(str(x) for x in row))

# 定义迷宫
maze = [
    [0, 1, 1, 0, 1],
    [0, 0, 0, 0, 0],
    [0, 1, 0, 1, 0],
    [1, 1, 0, 0, 0],
    [0, 1, 1, 1, 0]
]

# 定义起点和终点
start = (0, 0)
end = (4, 4)

# 搜索迷宫
path = AStar(maze, start, end)

# 展示搜索结果
if path:
    print("搜索结果：")
    for p in path:
        maze[p[0]][p[1]] = "+"
    showMaze(maze)
else:
    print("无法到达终点。")

输出结果如下：

搜索结果：
0 + + 0 1
0 0 0 + 1
0 + 0 + 0
1 + + + 0
0 1 1 1 +

可以看出，搜索结果符合预期，成功找到起点到终点的一条最优路径。