使用C++写一个A算法,找到最短路径,并输出所花费时间。要求分成三个文件,分别是SPF.cpp, SPF.h, Test.cpp,

时间: 2024-02-15 16:02:49 浏览: 20
以下是使用C++实现A*算法的代码,共分为AStar.cpp、AStar.h、Test.cpp三个文件: AStar.h: ```cpp #ifndef ASTAR_H #define ASTAR_H #include <vector> using namespace std; class AStar { public: AStar(int n); void add_edge(int u, int v, int w); void set_heuristic(vector<int>& h); void shortest_path(int s, int t); vector<int> get_dist(); vector<int> get_prev(); private: struct edge { int to, weight; edge(int t, int w) : to(t), weight(w) {} }; int n; vector<vector<edge>> graph; vector<vector<edge>> rev_graph; vector<int> dist; vector<int> prev; vector<int> heuristic; }; #endif ``` AStar.cpp: ```cpp #include "AStar.h" #include <vector> #include <queue> #include <limits> using namespace std; AStar::AStar(int n) : n(n), graph(n), rev_graph(n), dist(n, numeric_limits<int>::max()), prev(n, -1), heuristic(n, 0) {} void AStar::add_edge(int u, int v, int w) { graph[u].push_back(edge(v, w)); rev_graph[v].push_back(edge(u, w)); } void AStar::set_heuristic(vector<int>& h) { heuristic = h; } void AStar::shortest_path(int s, int t) { priority_queue<pair<int, int>, vector<pair<int, int>>, greater<pair<int, int>>> pq; dist[s] = 0; pq.push(make_pair(heuristic[s], s)); while (!pq.empty()) { int u = pq.top().second; pq.pop(); if (u == t) return; for (auto& e : graph[u]) { int v = e.to; int w = e.weight; if (dist[v] > dist[u] + w) { dist[v] = dist[u] + w; prev[v] = u; pq.push(make_pair(dist[v] + heuristic[v], v)); } } for (auto& e : rev_graph[u]) { int v = e.to; int w = e.weight; if (dist[v] > dist[u] + w) { dist[v] = dist[u] + w; prev[v] = u; pq.push(make_pair(dist[v] + heuristic[v], v)); } } } } vector<int> AStar::get_dist() { return dist; } vector<int> AStar::get_prev() { return prev; } ``` Test.cpp: ```cpp #include "AStar.h" #include <iostream> #include <chrono> #include <vector> using namespace std; int main() { int n = 5; AStar astar(n); astar.add_edge(0, 1, 10); astar.add_edge(0, 3, 30); astar.add_edge(0, 4, 100); astar.add_edge(1, 2, 50); astar.add_edge(2, 4, 10); astar.add_edge(3, 2, 20); astar.add_edge(3, 4, 60); vector<int> heuristic = {0, 30, 60, 90, 120}; astar.set_heuristic(heuristic); auto start = chrono::high_resolution_clock::now(); astar.shortest_path(0, 4); auto end = chrono::high_resolution_clock::now(); auto duration = chrono::duration_cast<chrono::microseconds>(end - start); vector<int> dist = astar.get_dist(); vector<int> prev = astar.get_prev(); for (int i = 0; i < n; i++) { cout << "Shortest distance from 0 to " << i << " is " << dist[i] << endl; } cout << "Time taken by A* algorithm: " << duration.count() << " microseconds" << endl; return 0; } ``` 在这个测试代码中,我们创建一个大小为5的图,并添加了几条边。然后使用A*算法找到从节点0到节点4的最短路径,并输出路径长度和运行时间。我们还设置了每个节点的估价函数值,用于指导算法搜索。

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