A*算法最短距离python代码

时间: 2023-08-31 22:08:40 浏览: 40
下面是一个使用A*算法找到两点之间最短路径的Python代码示例: ```python import heapq class Node: def __init__(self, name): self.name = name self.neighbors = {} self.gCost = float('inf') # 初始代价设为无穷大 self.hCost = 0 # 启发式代价设为0 self.fCost = float('inf') # 总代价设为无穷大 self.parent = None def add_neighbor(self, neighbor, distance): self.neighbors[neighbor] = distance def __lt__(self, other): return self.fCost < other.fCost def distance(current, neighbor): # 计算两个节点之间的距离 return current.neighbors[neighbor] def A_star(start, goal): # 初始化节点和边 nodes = { 'A': Node('A'), 'B': Node('B'), 'C': Node('C'), 'D': Node('D'), 'E': Node('E'), 'F': Node('F'), 'G': Node('G') } nodes['A'].add_neighbor(nodes['B'], 2) nodes['A'].add_neighbor(nodes['C'], 4) nodes['B'].add_neighbor(nodes['C'], 1) nodes['B'].add_neighbor(nodes['D'], 7) nodes['C'].add_neighbor(nodes['E'], 3) nodes['D'].add_neighbor(nodes['F'], 5) nodes['E'].add_neighbor(nodes['F'], 2) nodes['F'].add_neighbor(nodes['G'], 3) # 初始化起始节点和终点节点 startNode = nodes[start] goalNode = nodes[goal] # 初始化开放列表和关闭列表 openList = [] heapq.heapify(openList) heapq.heappush(openList, startNode) closedList = set() # 设置起始节点的代价为0 startNode.gCost = 0 while openList: # 从开放列表中选择具有最低总代价的节点 currentNode = heapq.heappop(openList) # 如果当前节点是目标节点,则找到了最短路径 if currentNode == goalNode: return reconstructPath(currentNode) # 将当前节点添加到关闭列表中 closedList.add(currentNode) # 遍历当前节点的邻居 for neighbor in currentNode.neighbors: # 如果邻居节点已在关闭列表中,则跳过 if neighbor in closedList: continue # 计算邻居节点的代价 neighbor.gCost = currentNode.gCost + distance(currentNode, neighbor) neighbor.hCost = distance(neighbor, goalNode) neighbor.fCost = neighbor.gCost + neighbor.hCost # 如果邻居节点不在开放列表中,则添加到开放列表 if neighbor not in openList: heapq.heappush(openList, neighbor) neighbor.parent = currentNode # 否则,如果邻居节点已经在开放列表中,并且新代价更低,则更新代价 elif neighbor.gCost < neighbor.parent.gCost: neighbor.parent = currentNode neighbor.gCost = neighbor.parent.gCost + distance(neighbor.parent, neighbor) neighbor.fCost = neighbor.gCost + neighbor.hCost # 如果开放列表为空且没有找到最短路径,则搜索失败 return None def reconstructPath(node): # 通过回溯节点的父节点,重构最短路径 path = [] current = node while current is not None: path.append(current.name) current = current.parent return list(reversed(path)) # 示例使用 start = 'A' goal = 'G' shortestPath = A_star(start, goal) if shortestPath: print(f"The shortest path from {start} to {goal} is: {shortestPath}") else: print(f"No path found from {start} to {goal}") ``` 请注意,上述代码只是一个示例,具体的节点和边以及距离计算方式需要根据实际问题进行修改。此外,还可以根据需要添加额外的判断条件和优化措施,如检查节点的可行性、避免重复计算等。

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