Python中如何让地底点与格网的连线作为搜索方向

在进行地图搜索时，可以使用A* 算法来实现。A* 算法需要定义一个启发函数，用于评估当前节点与终点的距离。这个启发函数可以是曼哈顿距离、欧几里得距离等。

在实现A* 算法时，可以将地底点与格网中的节点连线作为搜索方向，然后根据启发函数计算每个节点与终点的距离，并选择距离最小的节点作为下一个搜索目标。在搜索过程中，可以通过记录每个节点的父节点来构建最终的搜索路径。

以下是一个简单的A* 算法示例，其中包括了地底点与格网的连线作为搜索方向：

import heapq

# 定义一个节点类
class Node:
    def __init__(self, x, y):
        self.x = x
        self.y = y
        self.g = 0  # 起点到该节点的距离
        self.h = 0  # 该节点到终点的距离
        self.f = 0  # 估价函数值，f = g + h
        self.parent = None  # 父节点

    def __lt__(self, other):
        return self.f < other.f

# 定义A*算法函数
def astar(start, end, grid, underground):
    # 初始化起点和终点节点
    start_node = Node(start[0], start[1])
    end_node = Node(end[0], end[1])

    # 初始化开放列表和关闭列表
    open_list = []
    close_list = []

    # 将起点加入开放列表
    heapq.heappush(open_list, start_node)

    # 开始搜索
    while len(open_list) > 0:
        # 取出开放列表中f值最小的节点
        current_node = heapq.heappop(open_list)

        # 如果该节点为终点，返回路径
        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]

        # 将该节点加入关闭列表
        close_list.append(current_node)

        # 获取当前节点周围的节点
        neighbors = get_neighbors(current_node, grid, underground)

        # 遍历周围节点
        for neighbor in neighbors:
            # 如果该节点已经在关闭列表中，跳过
            if neighbor in close_list:
                continue

            # 计算该节点的g值和h值
            neighbor.g = current_node.g + 1
            neighbor.h = get_distance(neighbor, end_node)
            neighbor.f = neighbor.g + neighbor.h

            # 如果该节点不在开放列表中，加入开放列表
            if neighbor not in open_list:
                heapq.heappush(open_list, neighbor)
            else:
                # 如果该节点已经在开放列表中，比较g值，更新父节点
                for node in open_list:
                    if node.x == neighbor.x and node.y == neighbor.y:
                        if neighbor.g < node.g:
                            node.g = neighbor.g
                            node.parent = current_node
                            node.f = node.g + node.h
                        break

    # 如果搜索失败，返回空列表
    return []

# 获取当前节点周围的节点
def get_neighbors(node, grid, underground):
    neighbors = []
    for dx, dy in [(0, 1), (1, 0), (0, -1), (-1, 0)]:
        x = node.x + dx
        y = node.y + dy
        if x < 0 or x >= len(grid) or y < 0 or y >= len(grid[0]):
            continue
        if grid[x][y] == 0 or underground[x][y] == 0:
            continue
        neighbor = Node(x, y)
        neighbor.parent = node
        neighbors.append(neighbor)
    return neighbors

# 计算两个节点之间的距离
def get_distance(node1, node2):
    return abs(node1.x - node2.x) + abs(node1.y - node2.y)

# 测试代码
grid = [[1, 1, 0, 1],
        [1, 0, 1, 1],
        [1, 1, 1, 1],
        [0, 1, 0, 1]]

underground = [[1, 1, 1, 1],
               [1, 1, 1, 1],
               [1, 1, 1, 1],
               [1, 1, 1, 1]]

start = (0, 0)
end = (3, 3)

path = astar(start, end, grid, underground)
print(path)

在上述代码中，get_neighbors函数通过检查格网中节点的数值和地底中节点的数值来确定哪些节点可以被访问。如果一个节点的数值为0，表示它不可访问。如果一个节点的地底节点数值为0，表示这个节点下方没有地道，也无法访问。在计算节点的g值和h值时，需要考虑地底节点与格网中节点的连线。最终的搜索路径是从起点到终点的一条路径，每个节点的父节点都可以通过记录来获取。