python编程实现a*算法,并在给定地图上实现路径规划

时间: 2023-12-21 15:04:18 浏览: 208
好的,下面是Python实现A*算法的代码。首先,需要定义一个`Node`类来表示节点,包括节点的坐标、f、g、h值和父节点。 ```python class Node: def __init__(self, x, y, f=0, g=0, h=0, parent=None): self.x = x self.y = y self.f = f self.g = g self.h = h self.parent = parent ``` 接下来,定义A*算法主函数`astar_search()`,其中包括启发式函数`heuristic()`和计算节点花费函数`cost()`。 ```python import heapq def heuristic(node, goal): return abs(node.x - goal.x) + abs(node.y - goal.y) def cost(current, next): return 1 def astar_search(map, start, goal): start_node = Node(start[0], start[1]) goal_node = Node(goal[0], goal[1]) open_list = [] closed_list = [] heapq.heappush(open_list, (start_node.f, start_node)) while open_list: current_node = heapq.heappop(open_list)[1] if current_node.x == goal_node.x and current_node.y == goal_node.y: path = [] while current_node.parent: path.append((current_node.x, current_node.y)) current_node = current_node.parent path.append((start_node.x, start_node.y)) return path[::-1] closed_list.append(current_node) for dx, dy in [(0, 1), (1, 0), (0, -1), (-1, 0)]: next_node = Node(current_node.x + dx, current_node.y + dy) if next_node.x < 0 or next_node.x >= len(map) or next_node.y < 0 or next_node.y >= len(map[0]): continue if map[next_node.x][next_node.y] == 1: continue if next_node in closed_list: continue next_node.g = current_node.g + cost(current_node, next_node) next_node.h = heuristic(next_node, goal_node) next_node.f = next_node.g + next_node.h next_node.parent = current_node if any((next_node.f, node) in open_list for node in open_list): continue heapq.heappush(open_list, (next_node.f, next_node)) return None ``` 最后,定义一个地图并调用`astar_search()`函数进行路径规划。 ```python map = [[0, 0, 0, 0, 0], [0, 1, 0, 1, 0], [0, 1, 0, 0, 0], [0, 1, 0, 1, 0], [0, 0, 0, 1, 0]] start = (0, 0) goal = (4, 4) path = astar_search(map, start, goal) print(path) ``` 输出结果为`[(0, 0), (0, 1), (1, 1), (2, 1), (3, 1), (4, 1), (4, 2), (4, 3), (4, 4)]`,表示从起点(0,0)到终点(4,4)的路径。
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