A*算法python实现

时间: 2023-09-02 11:07:10 浏览: 33
好的,以下是A*算法的Python实现代码: ```python import heapq class Node: def __init__(self, x, y, reachable=True): self.x = x self.y = y self.reachable = reachable self.parent = None self.g = 0 self.h = 0 self.f = 0 def __lt__(self, other): return self.f < other.f class AStar: def __init__(self, grid): self.open = [] heapq.heapify(self.open) self.close = set() self.grid = grid def find_path(self, start, end): start_node = Node(*start) end_node = Node(*end) heapq.heappush(self.open, start_node) while len(self.open) > 0: current_node = heapq.heappop(self.open) self.close.add(current_node) if current_node.x == end_node.x and current_node.y == end_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] neighbors = self.get_neighbors(current_node) for neighbor in neighbors: if neighbor not in self.close: if neighbor not in self.open: neighbor.g = current_node.g + 1 neighbor.h = self.get_distance(neighbor, end_node) neighbor.f = neighbor.g + neighbor.h neighbor.parent = current_node heapq.heappush(self.open, neighbor) else: new_g = current_node.g + 1 if new_g < neighbor.g: neighbor.g = new_g neighbor.f = neighbor.g + neighbor.h neighbor.parent = current_node return None def get_distance(self, node, end): return abs(node.x - end.x) + abs(node.y - end.y) def get_neighbors(self, node): neighbors = [] for x, y in [(0, 1), (0, -1), (1, 0), (-1, 0)]: new_x = node.x + x new_y = node.y + y if new_x < 0 or new_x >= len(self.grid) or new_y < 0 or new_y >= len(self.grid[0]): continue if not self.grid[new_x][new_y].reachable: continue neighbors.append(Node(new_x, new_y)) return neighbors ``` 这里定义了一个`Node`类来表示网格中的一个节点,包含了节点的坐标、是否可以到达、父节点、G值、H值和F值。其中,G值表示从起始点到当前节点的实际距离,H值表示从当前节点到终点的估计距离,F值是G值和H值的和,用来决定下一个要扩展的节点。在实现中,使用了一个`open`列表来存储待扩展的节点,并按F值从小到大排序;使用一个`close`集合来存储已经扩展过的节点,避免重复扩展。在每次扩展时,更新节点的G值、H值和F值,并将其加入到`open`列表中。最后,如果找到了终点,则从终点开始回溯,得到路径。 具体使用方法可以参考以下代码: ```python grid = [[Node(x, y) for y in range(10)] for x in range(10)] grid[2][3].reachable = False grid[3][3].reachable = False start = (0, 0) end = (9, 9) astar = AStar(grid) path = astar.find_path(start, end) if path: print(path) else: print("No path found.") ``` 这里构造了一个10x10的网格,并将第(2,3)和(3,3)个节点设置为不可达。然后,定义了起始点和终点,并创建了一个`AStar`对象。最后,调用`find_path`方法来查找路径,如果找到了路径,则打印出来,否则打印"No path found."。

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