用c++写一个astar算法
时间: 2023-04-01 16:03:30 浏览: 67
好的,我可以回答这个问题。A*算法是一种启发式搜索算法,用于在图形或网格中找到最短路径。以下是用C语言编写A*算法的基本步骤:
1. 定义节点结构体,包含节点坐标、父节点、G值和H值等信息。
2. 定义开放列表和关闭列表,用于存储待搜索和已搜索的节点。
3. 初始化起点节点,并将其加入开放列表。
4. 重复以下步骤直到找到终点节点或开放列表为空:
a. 从开放列表中选取F值最小的节点作为当前节点。
b. 将当前节点从开放列表中移除,并加入关闭列表。
c. 遍历当前节点的相邻节点,计算它们的G值、H值和F值。
d. 如果相邻节点已经在关闭列表中,则跳过。
e. 如果相邻节点不在开放列表中,则将其加入开放列表,并将当前节点作为其父节点。
f
相关问题
用C++写一段Astar算法
### 回答1:
我可以为您提供一段Astar算法的C语言代码:#include<stdio.h>
#include<stdlib.h>
#define MAX 20
int a[MAX][MAX],closed[MAX][MAX],open[MAX][MAX],x,y;
int xp,yp,x0,y0,minf,i,j;
void path(){
while(closed[xp][yp]!=1){
minf=999;
for(i=x-1;i<=x+1;i++){
for(j=y-1;j<=y+1;j++){
if(a[i][j]<minf && closed[i][j]!=1){
minf=a[i][j];
x0=i;
y0=j;
}
}
}
x=x0;
y=y0;
closed[x][y]=1;
open[x][y]=1;
}
}
int main(){
printf("Enter the no of rows and columns :\n");
scanf("%d%d",&xp,&yp);
for(i=0;i<xp;i++){
for(j=0;j<yp;j++){
printf("Enter the cost of (%d,%d) node :\n",i,j);
scanf("%d",&a[i][j]);
closed[i][j]=0;
open[i][j]=0;
}
}
printf("Enter the coordinates of the starting node :\n");
scanf("%d%d",&x,&y);
open[x][y]=1;
printf("The Path is :\n");
path();
printf("(%d,%d)",x,y);
i=x;
j=y;
do{
if(i-1>=0 && open[i-1][j]==1){
printf("(%d,%d)",i-1,j);
i=i-1;
}
else if(j+1<yp && open[i][j+1]==1){
printf("(%d,%d)",i,j+1);
j=j+1;
}
else if(i+1<xp && open[i+1][j]==1){
printf("(%d,%d)",i+1,j);
i=i+1;
}
else if(j-1>=0 && open[i][j-1]==1){
printf("(%d,%d)",i,j-1);
j=j-1;
}
}while(i!=x || j!=y);
return 0;
}
### 回答2:
A*算法是一种经典的寻路算法,用于在图形化网格中找到最短路径。以下是用C语言实现A*算法的代码段。
```c
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <math.h>
#define ROW 10
#define COL 10
typedef struct Node {
int row, col;
int g, h, f;
struct Node* parent;
} Node;
typedef struct {
Node* elements[ROW * COL];
int front;
int rear;
} Queue;
Queue* create_queue() {
Queue* queue = (Queue*)malloc(sizeof(Queue));
queue->front = 0;
queue->rear = 0;
return queue;
}
void enqueue(Queue* queue, Node* node) {
queue->elements[queue->rear] = node;
queue->rear++;
}
Node* dequeue(Queue* queue) {
Node* node = queue->elements[queue->front];
queue->front++;
return node;
}
int is_empty(Queue* queue) {
return queue->front == queue->rear;
}
int heuristic(int x1, int y1, int x2, int y2) {
return abs(x1 - x2) + abs(y1 - y2);
}
int isValid(int row, int col) {
return row >= 0 && row < ROW && col >= 0 && col < COL;
}
int isObstacle(int grid[ROW][COL], int row, int col) {
return grid[row][col] == 1;
}
void tracePath(Node* endNode) {
Node* current = endNode;
while (current != NULL) {
printf("(%d, %d) ", current->row, current->col);
current = current->parent;
}
}
void aStar(int grid[ROW][COL], Node* start, Node* end) {
int rowMoves[] = {-1, 0, 1, 0};
int colMoves[] = {0, 1, 0, -1};
int closedList[ROW][COL];
for (int i = 0; i < ROW; i++) {
for (int j = 0; j < COL; j++) {
closedList[i][j] = 0;
}
}
Queue* openList = create_queue();
enqueue(openList, start);
while (!is_empty(openList)) {
Node* current = dequeue(openList);
if (current->row == end->row && current->col == end->col) {
printf("最短路径为: ");
tracePath(current);
return;
}
closedList[current->row][current->col] = 1;
for (int i = 0; i < 4; i++) {
int newRow = current->row + rowMoves[i];
int newCol = current->col + colMoves[i];
if (isValid(newRow, newCol) && !isObstacle(grid, newRow, newCol) && !closedList[newRow][newCol]) {
Node* neighbor = (Node*)malloc(sizeof(Node));
neighbor->row = newRow;
neighbor->col = newCol;
neighbor->parent = current;
neighbor->g = current->g + 1;
neighbor->h = heuristic(newRow, newCol, end->row, end->col);
neighbor->f = neighbor->g + neighbor->h;
enqueue(openList, neighbor);
}
}
}
printf("找不到路径");
}
int main() {
int grid[ROW][COL] = {
{0, 1, 0, 0, 0, 0, 1, 0, 0, 0},
{0, 1, 0, 1, 0, 0, 1, 0, 1, 0},
{0, 0, 0, 1, 0, 0, 0, 0, 1, 0},
{0, 1, 0, 1, 0, 1, 1, 0, 1, 0},
{0, 1, 0, 1, 0, 1, 0, 1, 0, 0},
{0, 1, 0, 0, 0, 1, 0, 1, 1, 0},
{0, 1, 0, 1, 0, 0, 0, 0, 1, 0},
{0, 1, 0, 1, 1, 1, 0, 1, 1, 0},
{0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 1, 0},
{0, 0, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 0}
};
Node* start = (Node*)malloc(sizeof(Node));
start->row = 0;
start->col = 0;
Node* end = (Node*)malloc(sizeof(Node));
end->row = 9;
end->col = 9;
aStar(grid, start, end);
return 0;
}
```
这段代码实现了A*算法在一个10x10的网格中寻找路径。网格中1代表障碍物,0代表可通行区域。算法会输出从起点(0, 0)到终点(9, 9)的最短路径。
### 回答3:
A*算法是一种启发式搜索算法,常用于路径规划问题。在使用C语言编写A*算法时,需要实现以下几个关键的步骤:
1. 定义表示地图的数据结构:使用二维数组或类似的数据结构表示地图,其中不同的元素代表不同的地形或障碍物。
2. 定义表示节点的数据结构:每个节点需要包含位置坐标、代价函数值、启发函数值和指向父节点的指针等信息。
3. 实现代价函数和启发函数:代价函数用于评估从起始点到当前节点的代价,启发函数用于估计从当前节点到目标点的代价。
4. 初始化起始节点和目标节点:设置起始节点的坐标,并创建一个空的开放列表和关闭列表。
5. 将起始节点加入到开放列表中。
6. 重复以下步骤,直到开放列表为空或找到目标节点:
a. 从开放列表中选择代价函数值最小的节点作为当前节点。
b. 将当前节点从开放列表中移除,并将其加入到关闭列表中。
c. 对当前节点的邻居节点进行遍历,计算其代价函数值和启发函数值,并更新节点信息。
d. 如果邻居节点已经在关闭列表中,跳过该节点。
e. 否则,如果邻居节点已经在开放列表中,并且新的路径代价更高,则跳过该节点。
f. 否则,将邻居节点加入到开放列表中,更新其父节点为当前节点。
7. 从目标节点开始,按照父节点指针一直追溯回起始节点,即可得到找到的最佳路径。
使用C语言实现A*算法需要灵活运用数据结构和指针操作,同时需要根据实际情况进行合理的优化,以提高算法的效率和性能。
用c++写一个A*寻路算法
好的,以下是一个简单的C语言实现的A*寻路算法:
```
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <math.h>
#define ROW 10
#define COL 10
typedef struct Node {
int x, y;
int f, g, h;
struct Node *parent;
} Node;
Node *openList[ROW * COL];
Node *closeList[ROW * COL];
int openLen = 0, closeLen = 0;
int map[ROW][COL] = {
{0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0},
{0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0},
{0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0},
{0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0},
{0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0},
{0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0},
{0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0},
{0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0},
{0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0},
{0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0}
};
int isObstacle(int x, int y) {
if (x < 0 || x >= ROW || y < 0 || y >= COL) {
return 1;
}
return map[x][y];
}
int calcG(Node *node) {
int g = 0;
while (node->parent) {
g += abs(node->x - node->parent->x) + abs(node->y - node->parent->y);
node = node->parent;
}
return g;
}
int calcH(Node *node, Node *end) {
return abs(node->x - end->x) + abs(node->y - end->y);
}
int calcF(Node *node, Node *end) {
return calcG(node) + calcH(node, end);
}
void insertOpenList(Node *node) {
int i;
for (i = 0; i < openLen; i++) {
if (openList[i]->f > node->f) {
break;
}
}
for (int j = openLen; j > i; j--) {
openList[j] = openList[j - 1];
}
openList[i] = node;
openLen++;
}
Node *popOpenList() {
Node *node = openList[0];
for (int i = 0; i < openLen - 1; i++) {
openList[i] = openList[i + 1];
}
openLen--;
return node;
}
void insertCloseList(Node *node) {
closeList[closeLen++] = node;
}
int isInCloseList(Node *node) {
for (int i = 0; i < closeLen; i++) {
if (closeList[i]->x == node->x && closeList[i]->y == node->y) {
return 1;
}
}
return 0;
}
void freeList(Node **list, int len) {
for (int i = 0; i < len; i++) {
free(list[i]);
}
}
void printPath(Node *node) {
while (node) {
printf("(%d, %d) ", node->x, node->y);
node = node->parent;
}
printf("\n");
}
void aStar(int startX, int startY, int endX, int endY) {
Node *start = (Node *)malloc(sizeof(Node));
start->x = startX;
start->y = startY;
start->f = 0;
start->g = 0;
start->h = 0;
start->parent = NULL;
insertOpenList(start);
while (openLen > 0) {
Node *cur = popOpenList();
if (cur->x == endX && cur->y == endY) {
printPath(cur);
freeList(openList, openLen);
freeList(closeList, closeLen);
return;
}
insertCloseList(cur);
for (int i = -1; i <= 1; i++) {
for (int j = -1; j <= 1; j++) {
if (i == 0 && j == 0) {
continue;
}
int x = cur->x + i;
int y = cur->y + j;
if (isObstacle(x, y) || isInCloseList(&(Node){x, y})) {
continue;
}
Node *node = (Node *)malloc(sizeof(Node));
node->x = x;
node->y = y;
node->parent = cur;
node->g = calcG(node);
node->h = calcH(node, &(Node){endX, endY});
node->f = calcF(node, &(Node){endX, endY});
insertOpenList(node);
}
}
}
printf("No path found.\n");
freeList(openList, openLen);
freeList(closeList, closeLen);
}
int main() {
map[1][1] = 1;
map[2][1] = 1;
map[3][1] = 1;
map[4][1] = 1;
map[5][1] = 1;
map[6][1] = 1;
map[7][1] = 1;
map[8][1] = 1;
map[9][1] = 1;
aStar(0, 0, 9, 9);
return 0;
}
```
这是一个简单的A*寻路算法实现,可以在一个10x10的地图上找到起点到终点的最短路径。