基于A*算法实现mask layout 布局 代码案例 并对结果进行绘图

时间: 2023-07-20 12:16:33 浏览: 58
以下是基于A*算法实现mask layout布局的代码案例,并且对结果进行绘图: ```python import heapq import matplotlib.pyplot as plt class Node: def __init__(self, x, y, g, h, parent=None): self.x = x self.y = y self.g = g self.h = h self.parent = parent def __lt__(self, other): return (self.g + self.h) < (other.g + other.h) class AStar: def __init__(self, start, end, obstacles): self.start = start self.end = end self.obstacles = obstacles self.width = len(obstacles[0]) self.height = len(obstacles) self.closed_set = set() self.open_set = [Node(start[0], start[1], 0, self.heuristic(start, end))] self.parents = {} def heuristic(self, node, end): return abs(node[0] - end[0]) + abs(node[1] - end[1]) def get_neighbors(self, node): neighbors = [] for dx, dy in [(0, 1), (0, -1), (1, 0), (-1, 0)]: x = node.x + dx y = node.y + dy if x < 0 or x >= self.width or y < 0 or y >= self.height: continue if self.obstacles[y][x]: continue neighbors.append((x, y)) return neighbors def reconstruct_path(self, node): path = [(node.x, node.y)] while node.parent: node = node.parent path.append((node.x, node.y)) return path[::-1] def search(self): while self.open_set: current = heapq.heappop(self.open_set) if (current.x, current.y) == self.end: return self.reconstruct_path(current) self.closed_set.add((current.x, current.y)) for neighbor in self.get_neighbors(current): if neighbor in self.closed_set: continue g = current.g + 1 h = self.heuristic(neighbor, self.end) node = Node(neighbor[0], neighbor[1], g, h, current) if node not in self.open_set: heapq.heappush(self.open_set, node) self.parents[neighbor] = (current.x, current.y) return [] def get_path(self): path = self.search() if not path: return [] return [(x, y) for x, y in path] def get_parents(self): return self.parents def plot(self, path): fig, ax = plt.subplots() for y in range(self.height): for x in range(self.width): if self.obstacles[y][x]: ax.add_patch(plt.Rectangle((x, y), 1, 1, facecolor='gray')) for x, y in path: ax.add_patch(plt.Rectangle((x, y), 1, 1, facecolor='green')) ax.add_patch(plt.Rectangle(self.start, 1, 1, facecolor='blue')) ax.add_patch(plt.Rectangle(self.end, 1, 1, facecolor='red')) ax.set_xlim(0, self.width) ax.set_ylim(0, self.height) ax.set_aspect('equal') plt.show() ``` 使用方法: ```python start = (0, 0) end = (4, 4) obstacles = [ [False, True, False, False, False], [False, True, False, True, False], [False, False, False, True, False], [True, True, True, True, False], [False, False, False, False, False] ] astar = AStar(start, end, obstacles) path = astar.get_path() astar.plot(path) ``` 其中,`start`和`end`是起点和终点的坐标,`obstacles`是一个二维布尔数组,表示障碍物的位置。 `get_path`方法返回从起点到终点的路径,如果无法到达终点则返回空列表。 `plot`方法绘制布局和最短路径,蓝色表示起点,红色表示终点,绿色表示最短路径。

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