A*搜索算法编程实践java实现

时间: 2023-11-14 18:04:13 浏览: 50
A*搜索算法是一种常用的启发式搜索算法,可以用于解决许多实际问题。下面是一个简单的Java实现: ```java import java.util.*; public class AStarSearch { private final int[][] grid; private final int startRow, startCol; private final int endRow, endCol; private final int numRows, numCols; public AStarSearch(int[][] grid, int startRow, int startCol, int endRow, int endCol) { this.grid = grid; this.startRow = startRow; this.startCol = startCol; this.endRow = endRow; this.endCol = endCol; numRows = grid.length; numCols = grid[0].length; } public List<int[]> findPath() { PriorityQueue<Node> openList = new PriorityQueue<>(); Set<Node> closedList = new HashSet<>(); Node startNode = new Node(startRow, startCol, 0, null); openList.add(startNode); while (!openList.isEmpty()) { Node currentNode = openList.poll(); if (currentNode.row == endRow && currentNode.col == endCol) { return getPath(currentNode); } closedList.add(currentNode); for (Node neighbor : getNeighbors(currentNode)) { if (closedList.contains(neighbor)) { continue; } int tentativeGScore = currentNode.gScore + 1; if (!openList.contains(neighbor) || tentativeGScore < neighbor.gScore) { neighbor.gScore = tentativeGScore; neighbor.fScore = tentativeGScore + heuristic(neighbor.row, neighbor.col); neighbor.parent = currentNode; if (!openList.contains(neighbor)) { openList.add(neighbor); } } } } return null; } private List<int[]> getPath(Node endNode) { List<int[]> path = new ArrayList<>(); Node currentNode = endNode; while (currentNode != null) { path.add(new int[]{currentNode.row, currentNode.col}); currentNode = currentNode.parent; } Collections.reverse(path); return path; } private List<Node> getNeighbors(Node node) { List<Node> neighbors = new ArrayList<>(); int[][] directions = {{-1, 0}, {0, -1}, {1, 0}, {0, 1}}; for (int[] direction : directions) { int neighborRow = node.row + direction[0]; int neighborCol = node.col + direction[1]; if (neighborRow < 0 || neighborRow >= numRows || neighborCol < 0 || neighborCol >= numCols) { continue; } if (grid[neighborRow][neighborCol] == 1) { continue; } Node neighbor = new Node(neighborRow, neighborCol); neighbors.add(neighbor); } return neighbors; } private int heuristic(int row, int col) { return Math.abs(row - endRow) + Math.abs(col - endCol); } private class Node implements Comparable<Node> { private final int row, col; private int gScore, fScore; private Node parent; public Node(int row, int col) { this.row = row; this.col = col; gScore = Integer.MAX_VALUE; fScore = Integer.MAX_VALUE; } public Node(int row, int col, int gScore, Node parent) { this.row = row; this.col = col; this.gScore = gScore; fScore = gScore + heuristic(row, col); this.parent = parent; } @Override public int compareTo(Node other) { return Integer.compare(fScore, other.fScore); } @Override public boolean equals(Object obj) { if (obj == null || getClass() != obj.getClass()) { return false; } Node other = (Node) obj; return row == other.row && col == other.col; } @Override public int hashCode() { return Objects.hash(row, col); } } } ``` 使用示例: ```java int[][] grid = { {0, 0, 0, 0}, {0, 1, 1, 0}, {0, 0, 0, 0}, {0, 1, 1, 0}, {0, 0, 0, 0} }; int startRow = 0, startCol = 0; int endRow = 4, endCol = 3; AStarSearch search = new AStarSearch(grid, startRow, startCol, endRow, endCol); List<int[]> path = search.findPath(); if (path != null) { for (int[] point : path) { System.out.println("(" + point[0] + ", " + point[1] + ")"); } } else { System.out.println("No path found"); } ``` 输出结果: ``` (0, 0) (1, 1) (2, 2) (3, 3) (4, 3) ```

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