A*算法解决迷宫问题C语言

### A* 算法求解迷宫问题的 C 语言实现

A* 是一种启发式搜索算法，在路径规划领域广泛应用。为了在迷宫中找到最短路径，可以采用如下方法[^1]：

#### 数据结构定义
首先定义必要的数据结构用于表示节点以及优先队列。

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>

typedef struct {
    int x;
    int y;
} Point;

// 定义结点
typedef struct Node {
    Point pos;        // 当前位置坐标
    double g_cost;     // 到起点的实际代价
    double h_cost;     // 启发函数估计到终点的成本
    struct Node *parent; // 指向父节点指针
} Node;

double heuristic(Point a, Point b);
void add_to_open_list(Node **openList, Node *node);
Node *find_best_node_and_remove_from_open_list(Node **openList);
int is_in_closed_list(Node *closedList[], Point p);

#### 初始化与输入处理
初始化起始状态并读取迷宫地图作为输入参数之一。

#define MAZE_SIZE_X 10
#define MAZE_SIZE_Y 10

char maze[MAZE_SIZE_X][MAZE_SIZE_Y];
Point start = {0, 0};
Point goal = {9, 9};

void init_maze() {
    // 这里简单设置一个测试用例
    for(int i=0;i<MAZE_SIZE_X;++i){
      for(int j=0;j<MAZE_SIZE_Y;++j){
          maze[i][j]='.';
      }
    }

    // 设置障碍物
    maze[3][2]=maze[4][2]=maze[5][2]=maze[6][2]=maze[7][2]='X';
}

void print_path(Node *current) {
    while(current != NULL) {
        printf("(%d,%d)\n", current->pos.x, current->pos.y);
        current=current->parent;
    }
}

#### 主要逻辑流程
核心部分在于循环迭代直到找到目标位置或者开放列表为空为止。

int main(){
    init_maze();
    
    Node *startNode=(Node *)malloc(sizeof(Node));
    startNode->g_cost=0;
    startNode->h_cost=heuristic(start,goal);
    startNode->pos=start;
    startNode->parent=NULL;

    Node *openList[]={startNode}; // 开放表
    Node *closedList[]= {};       // 关闭表
    
    Node *current;
    do{
        current=find_best_node_and_remove_from_open_list(openList);

        if(current->pos==goal){   
            print_path(current);  
            break;
        }else{                   
            closedList[current->pos.x*MAZE_SIZE_Y+current->pos.y]=current;
            
            // 扩展邻居...
        }
        
    }while(!is_empty(openList));

    free_all_nodes(closedList);
    return 0;
}

此代码片段展示了如何利用C语言编写基于A*算法解决二维数组形式给出的迷宫寻路问题的基础框架。需要注意的是上述代码仅为概念验证性质，并未完全实现所有细节功能（比如边界条件判断），实际应用时还需要进一步完善。