Python代码实现A星寻路算法

时间: 2023-08-31 10:19:03 浏览: 111
### 回答1: Python代码实现A星寻路算法可以使用以下代码:def astar(start, goal): closedset = set() openset = set([start]) came_from = {} gscore = {start: 0} fscore = {start: heuristic_cost_estimate(start, goal)} while openset: current = min(openset, key=fscore.get) if current == goal: return reconstruct_path(came_from, current) openset.remove(current) closedset.add(current) for neighbor in get_neighbors(current): if neighbor in closedset: continue tentative_gscore = gscore[current] + dist_between(current, neighbor) if neighbor not in openset: openset.add(neighbor) elif tentative_gscore >= gscore[neighbor]: continue came_from[neighbor] = current gscore[neighbor] = tentative_gscore fscore[neighbor] = gscore[neighbor] + heuristic_cost_estimate(neighbor, goal) return False ### 回答2: A星寻路算法是一种常用的路径规划算法,可以在给定的地图中找到最短路径。下面是用Python实现A星寻路算法的代码示例: ```python import heapq # 定义节点类 class Node: def __init__(self, row, col, g, h): self.row = row self.col = col self.g = g self.h = h def __lt__(self, other): return self.g + self.h < other.g + other.h # 计算启发式代价(h值) def heuristic(row, col, target_row, target_col): return abs(target_row - row) + abs(target_col - col) # A星寻路算法 def astar_search(start, target, grid): directions = [(-1, 0), (1, 0), (0, -1), (0, 1)] # 上下左右四个方向 rows, cols = len(grid), len(grid[0]) visited = set() # 已访问的节点集合 pq = [] # 优先队列,用来选择下一个节点 heapq.heappush(pq, start) while pq: curr_node = heapq.heappop(pq) row, col = curr_node.row, curr_node.col visited.add((row, col)) if row == target.row and col == target.col: return curr_node.g for d in directions: new_row, new_col = row + d[0], col + d[1] if 0 <= new_row < rows and 0 <= new_col < cols and grid[new_row][new_col] != 1: new_g = curr_node.g + 1 new_h = heuristic(new_row, new_col, target.row, target.col) new_node = Node(new_row, new_col, new_g, new_h) if (new_row, new_col) not in visited: heapq.heappush(pq, new_node) return -1 # 示例 grid = [[0, 0, 0], [1, 1, 0], [0, 0, 0]] start = Node(0, 0, 0, 0) target = Node(2, 2, 0, 0) result = astar_search(start, target, grid) print(result) ``` 以上代码实现了A星寻路算法,并可用于寻找给定地图中起点到目标点的最短路径。其中,`grid`是二维列表表示地图,在地图中,0表示可通过的节点,1表示不可通过的节点。`start`表示起点,`target`表示目标点。通过调用`astar_search`函数,将起点、目标点和地图作为参数进行传递,即可得到最短路径的长度。 ### 回答3: A星寻路算法是一种常用于寻找最短路径的算法,广泛应用于游戏开发、路径规划等领域。下面是使用Python实现A星寻路算法的代码: ```python # 定义地图和起终点 map = [ [0, 0, 0, 0, 0, 0, 0], [0, 1, 1, 0, 0, 0, 0], [0, 0, 1, 0, 0, 0, 0], [0, 0, 1, 1, 1, 1, 0], [0, 0, 0, 0, 0, 1, 0], [0, 0, 0, 0, 0, 1, 0], [0, 0, 0, 0, 0, 0, 0] ] start = (1, 1) # 起点坐标 goal = (6, 5) # 终点坐标 # 定义辅助函数 def heuristic(pos1, pos2): # 估算两点之间的距离(启发函数) x1, y1 = pos1 x2, y2 = pos2 return abs(x1 - x2) + abs(y1 - y2) def get_neighbors(pos): # 获取当前位置的邻近位置 x, y = pos neighbors = [] for dx in [-1, 0, 1]: for dy in [-1, 0, 1]: if dx == dy == 0: # 排除当前位置 continue new_x, new_y = x + dx, y + dy if 0 <= new_x < len(map) and 0 <= new_y < len(map[0]) and map[new_x][new_y] == 0: neighbors.append((new_x, new_y)) return neighbors # 定义A星算法函数 def astar_search(start, goal): # 初始化起点和终点 open_list = [start] # 待探索的节点 came_from = {} # 记录路径中每个节点的上一个节点 g_score = {start: 0} # 起点到每个节点的实际代价 f_score = {start: heuristic(start, goal)} # 起点到每个节点的估算代价(f_score = g_score + h_score) while open_list: current = min(open_list, key=lambda x: f_score[x]) # 获取f_score最小的节点 if current == goal: # 已到达终点 path = [] while current in came_from: path.append(current) current = came_from[current] path.append(start) path.reverse() return path open_list.remove(current) for neighbor in get_neighbors(current): g_temp = g_score[current] + 1 # 节点到邻近节点的代价为1 if neighbor not in g_score or g_temp < g_score[neighbor]: came_from[neighbor] = current g_score[neighbor] = g_temp f_score[neighbor] = g_temp + heuristic(neighbor, goal) if neighbor not in open_list: open_list.append(neighbor) return [] # 未找到路径 # 在地图上运行A星算法 path = astar_search(start, goal) print("路径: ", path) ``` 该代码首先定义了一个地图,使用0表示可行走的区域,使用1表示障碍物。将起点和终点设定好后,通过`heuristic`函数计算两点间的估算距离。`get_neighbors`函数用于获取当前位置的邻近位置。 `astar_search`函数是实现A星算法的核心部分。其中,`open_list`用于存放待探索的节点,`came_from`用于记录路径中每个节点的上一个节点,`g_score`用于记录起点到每个节点的实际代价,`f_score`用于记录起点到每个节点的估算代价。算法使用一个循环不断探索下一个最有可能的节点,直到找到终点或无法找到路径为止。 最后,在地图上运行A星算法,并输出结果路径。

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