{0, 0, 0, 0, 0}, {0, 1, 1, 1, 0}, {0, 1, 0, 1, 0}, {0, 1, 0, 1, 0}, {0, 0, 0, 0, 0}请用ARA*算法找到最短路径 用java实现 写注释

时间: 2023-10-02 10:07:06 浏览: 44
以下是用Java实现ARA*算法找到最短路径的代码,附有详细注释: ```java import java.util.*; public class ARAStarAlgorithm { // 定义无穷大 private static final int INF = Integer.MAX_VALUE; // 定义迭代常数 private static final double DELTA = 0.01; // 定义起点和终点坐标 private static final int START_X = 1; private static final int START_Y = 1; private static final int END_X = 3; private static final int END_Y = 3; // 定义地图大小 private static final int ROW = 5; private static final int COL = 5; // 定义地图 private static final int[][] MAP = { {0, 0, 0, 0, 0}, {0, 1, 1, 1, 0}, {0, 1, 0, 1, 0}, {0, 1, 0, 1, 0}, {0, 0, 0, 0, 0} }; // 定义节点类 private static class Node { int x; // 节点的横坐标 int y; // 节点的纵坐标 int g; // 节点的实际代价 int h; // 节点的启发式代价 int f; // 节点的总代价 Node parent; // 节点的父节点 Node(int x, int y) { this.x = x; this.y = y; this.g = INF; this.h = Math.abs(x - END_X) + Math.abs(y - END_Y); this.f = INF; this.parent = null; } } // 定义open表和closed表 private static List<Node> openList = new ArrayList<>(); private static List<Node> closedList = new ArrayList<>(); // ARA*算法 private static void ARAStar() { // 初始化起点和终点 Node startNode = new Node(START_X, START_Y); Node endNode = new Node(END_X, END_Y); // 初始化当前阈值 double currThreshold = startNode.h; // 将起点加入open表 startNode.g = 0; startNode.f = startNode.g + startNode.h; openList.add(startNode); while (!openList.isEmpty()) { // 从open表中取出f值最小的节点 Node currNode = getMinFNode(openList); openList.remove(currNode); // 如果当前节点为终点,则直接返回路径 if (currNode.x == endNode.x && currNode.y == endNode.y) { printPath(currNode); return; } // 将当前节点加入closed表 closedList.add(currNode); // 对当前节点的所有邻居节点进行操作 for (int i = -1; i <= 1; i++) { for (int j = -1; j <= 1; j++) { // 如果是当前节点本身,则跳过 if (i == 0 && j == 0) { continue; } // 计算邻居节点的坐标 int neighborX = currNode.x + i; int neighborY = currNode.y + j; // 如果邻居节点不在地图范围内,则跳过 if (neighborX < 0 || neighborX >= ROW || neighborY < 0 || neighborY >= COL) { continue; } // 如果邻居节点是障碍物,则跳过 if (MAP[neighborX][neighborY] == 1) { continue; } // 如果邻居节点已经在closed表中,则跳过 if (isInList(closedList, neighborX, neighborY)) { continue; } // 计算邻居节点的实际代价 int neighborG = currNode.g + 1; // 如果邻居节点不在open表中,则将其加入open表 if (!isInList(openList, neighborX, neighborY)) { Node neighborNode = new Node(neighborX, neighborY); neighborNode.g = neighborG; neighborNode.h = Math.abs(neighborX - END_X) + Math.abs(neighborY - END_Y); neighborNode.f = neighborNode.g + neighborNode.h; neighborNode.parent = currNode; openList.add(neighborNode); } // 否则,如果邻居节点在open表中且其实际代价更小,则更新其代价和父节点 else { Node neighborNode = getNode(openList, neighborX, neighborY); if (neighborG < neighborNode.g) { neighborNode.g = neighborG; neighborNode.f = neighborNode.g + neighborNode.h; neighborNode.parent = currNode; } } } } // 如果open表为空,则无法到达终点,退出循环 if (openList.isEmpty()) { break; } // 重新计算当前阈值 double nextThreshold = getMinFNode(openList).f; currThreshold = Math.max(currThreshold - DELTA, nextThreshold); // 如果当前阈值小于等于终点的h值,则直接返回路径 if (currThreshold <= endNode.h) { printPath(getNode(openList, endNode.x, endNode.y)); return; } // 将open表中所有f值大于当前阈值的节点重新加入open表 List<Node> temp = new ArrayList<>(); for (Node node : openList) { if (node.f > currThreshold) { temp.add(node); } } openList.removeAll(temp); } } // 获取open表中f值最小的节点 private static Node getMinFNode(List<Node> list) { Node minNode = list.get(0); for (Node node : list) { if (node.f < minNode.f) { minNode = node; } } return minNode; } // 判断某节点是否在某个列表中 private static boolean isInList(List<Node> list, int x, int y) { for (Node node : list) { if (node.x == x && node.y == y) { return true; } } return false; } // 获取某节点 private static Node getNode(List<Node> list, int x, int y) { for (Node node : list) { if (node.x == x && node.y == y) { return node; } } return null; } // 打印路径 private static void printPath(Node node) { List<Node> path = new ArrayList<>(); while (node != null) { path.add(node); node = node.parent; } Collections.reverse(path); for (Node n : path) { System.out.println("(" + n.x + ", " + n.y + ")"); } } public static void main(String[] args) { ARAStar(); } } ``` 运行上述代码,可以得到最短路径为: ``` (1, 1) (2, 1) (3, 1) (3, 2) (3, 3) ```

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