用Arduino实现A*算法

A*算法是一种常用的寻路算法，可以在地图上找到最短路径。在Arduino中实现A*算法需要以下步骤：

1. 定义地图和起点、终点，可以使用二维数组表示地图。
2. 定义节点，包括节点位置和节点的父节点。
3. 定义openList和closedList，用于存储待扩展的节点和已扩展的节点。
4. 将起点加入openList，并将其f值设为0。
5. 从openList中选取f值最小的节点进行扩展，将其加入closedList。
6. 对该节点周围的节点进行判断，如果该节点不在closedList中，并且可以通过移动到该节点得到更小的f值，就将该节点加入openList中，并更新该节点的f值和父节点。
7. 重复步骤5-6，直到找到终点或openList为空。

以下是一个简单的Arduino A*算法示例代码：

// 定义节点
struct Node {
  int x;
  int y; 
  int f;
  int g;
  int h;
  Node* parent;
};

// 定义地图
int map[8][8] = {...};

// 定义起点和终点
Node start = {0, 0};
Node end = {7, 7};

// 定义openList和closedList
std::vector<Node*> openList;
std::vector<Node*> closedList;

// 计算两个节点之间的距离
int distance(Node* a, Node* b) {
  return abs(a->x - b->x) + abs(a->y - b->y);
}

// 判断节点是否在closedList中
bool inClosedList(Node* node) {
  for (int i = 0; i < closedList.size(); i++) {
    if (node->x == closedList[i]->x && node->y == closedList[i]->y) {
      return true;
    }
  }
  return false;
}

// 判断节点是否在openList中
bool inOpenList(Node* node) {
  for (int i = 0; i < openList.size(); i++) {
    if (node->x == openList[i]->x && node->y == openList[i]->y) {
      return true;
    }
  }
  return false;
}

// 从openList中找到f值最小的节点
Node* getMinNode() {
  Node* minNode = openList[0];
  for (int i = 1; i < openList.size(); i++) {
    if (openList[i]->f < minNode->f) {
      minNode = openList[i];
    }
  }
  return minNode;
}

// 将一个节点加入openList
void addToOpenList(Node* node) {
  for (int i = 0; i < openList.size(); i++) {
    if (node->x == openList[i]->x && node->y == openList[i]->y) {
      return;
    }
  }
  openList.push_back(node);
}

// 将一个节点加入closedList
void addToClosedList(Node* node) {
  for (int i = 0; i < closedList.size(); i++) {
    if (node->x == closedList[i]->x && node->y == closedList[i]->y) {
      return;
    }
  }
  closedList.push_back(node);
}

// 获取一个节点周围的节点
std::vector<Node*> getSurroundingNodes(Node* node) {
  std::vector<Node*> surroundingNodes;
  // 上方节点
  if (node->x > 0 && map[node->x - 1][node->y] == 0) {
    Node* upNode = new Node();
    upNode->x = node->x - 1;
    upNode->y = node->y;
    surroundingNodes.push_back(upNode);
  }
  // 下方节点
  // ...省略其他四个方向的节点获取...
  return surroundingNodes;
}

// 释放所有节点的内存
void releaseNodes() {
  for (int i = 0; i < openList.size(); i++) {
    delete openList[i];
  }
  openList.clear();
  for (int i = 0; i < closedList.size(); i++) {
    delete closedList[i];
  }
  closedList.clear();
}

// A*算法
void aStar() {
  // 将起点加入openList
  start.f = 0;
  start.g = 0;
  start.h = distance(&start, &end);
  openList.push_back(&start);
  while (openList.size() > 0) {
    // 从openList中选取f值最小的节点进行扩展
    Node* curNode = getMinNode();
    openList.erase(std::remove(openList.begin(), openList.end(), curNode), openList.end());
    addToClosedList(curNode);
    // 如果当前节点是终点，寻路结束
    if (curNode->x == end.x && curNode->y == end.y) {
      break;
    }
    // 对当前节点周围的节点进行扩展
    std::vector<Node*> surroundingNodes = getSurroundingNodes(curNode);
    for (int i = 0; i < surroundingNodes.size(); i++) {
      Node* node = surroundingNodes[i];
      // 如果节点在closedList中，跳过
      if (inClosedList(node)) {
        delete node;
        continue;
      }
      // 如果节点不在openList中，将其加入openList
      if (!inOpenList(node)) {
        node->parent = curNode;
        node->g = curNode->g + 1;
        node->h = distance(node, &end);
        node->f = node->g + node->h;
        addToOpenList(node);
      }
    }
  }
  // 输出最短路径
  Node* node = &end;
  while (node != nullptr) {
    Serial.print("(");
    Serial.print(node->x);
    Serial.print(",");
    Serial.print(node->y);
    Serial.println(")");
    node = node->parent;
  }
  // 释放所有节点的内存
  releaseNodes();
}

void setup() {
  Serial.begin(9600);
  aStar();
}

void loop() {
  
}

这个示例代码只是一个简单的实现，实际使用时需要根据具体情况进行修改和优化。