使用python实现A*算法,要求可以自定义起点、终点,障碍物是随机生成的

时间: 2023-05-25 21:02:32 浏览: 51
以下是一个使用Python实现A*算法的示例程序,其中起点和终点可以自定义,障碍物是随机生成的: ``` import random import heapq # 定义节点类 class Node: def __init__(self, x, y, g=0, h=0, parent=None): self.x = x self.y = y self.g = g self.h = h self.f = g + h self.parent = parent def __lt__(self, other): return self.f < other.f def __eq__(self, other): return self.x == other.x and self.y == other.y def __str__(self): return f"({self.x}, {self.y}): g={self.g}, h={self.h}, f={self.f}" # 定义地图类 class Map: def __init__(self, width, height, start, end, obstacles): self.width = width self.height = height self.start = start self.end = end self.obstacles = obstacles def get_neighbors(self, node): neighbors = [] for dx, dy in [(0, 1), (1, 0), (0, -1), (-1, 0)]: x, y = node.x + dx, node.y + dy if 0 <= x < self.width and 0 <= y < self.height and (x, y) not in self.obstacles: neighbors.append(Node(x, y)) return neighbors def get_distance(self, node1, node2): dx = abs(node1.x - node2.x) dy = abs(node1.y - node2.y) return dx + dy def is_obstacle(self, node): return (node.x, node.y) in self.obstacles def is_goal(self, node): return node == self.end # 定义A*算法类 class AStar: def __init__(self, map): self.map = map def search(self): start = self.map.start end = self.map.end open_set = [Node(start[0], start[1], g=0, h=self.map.get_distance(start, end))] closed_set = set() while open_set: current = heapq.heappop(open_set) if self.map.is_goal(current): path = [] while current.parent: path.append(current) current = current.parent path.append(current) path.reverse() return path closed_set.add(current) for neighbor in self.map.get_neighbors(current): if neighbor in closed_set or self.map.is_obstacle(neighbor): continue g = current.g + self.map.get_distance(current, neighbor) h = self.map.get_distance(neighbor, end) f = g + h if neighbor.f > f or neighbor not in open_set: neighbor.g = g neighbor.h = h neighbor.f = f neighbor.parent = current if neighbor not in open_set: heapq.heappush(open_set, neighbor) return None # 随机生成障碍物 def generate_obstacles(width, height): obstacles = set() for i in range(int(width * height / 10)): x = random.randint(0, width - 1) y = random.randint(0, height - 1) obstacles.add((x, y)) return obstacles # 测试程序 width = 20 height = 20 start = (0, 0) end = (width - 1, height - 1) obstacles = generate_obstacles(width, height) map = Map(width, height, Node(*start), Node(*end), obstacles) search = AStar(map) path = search.search() if path: for node in path: print(node) else: print("No path found") ``` 使用示例代码: ``` width = 20 height = 20 start = (0, 0) end = (width - 1, height - 1) obstacles = generate_obstacles(width, height) map = Map(width, height, Node(*start), Node(*end), obstacles) search = AStar(map) path = search.search() if path: for node in path: print(node) else: print("No path found") ``` 该程序将生成一个具有随机障碍物的地图,并使用A *算法搜索从起点到终点的最短路径。如果找到路径,则输出每个节点的详细信息以及路径的总长度。如果找不到路径,则输出“No path found”。

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