java a*算法 不能走对角线
时间: 2023-12-07 08:22:55 浏览: 26
A*算法本身并不限制是否能够走对角线,但是在实现过程中需要对地图的邻居节点进行定义。如果定义邻居节点只包含上下左右四个方向,那么该A*算法就不能走对角线。如果定义邻居节点包含上下左右四个方向以及左上、左下、右上、右下四个方向,那么该A*算法就可以走对角线。
在Java中,可以使用一个二维数组表示地图,然后定义一个Node类表示节点,包含节点的坐标、节点的父节点、节点的G值、H值和F值等属性。在寻路时,可以使用一个openList来存储待处理的节点,使用一个closedList来存储已经处理过的节点,每次从openList中取出F值最小的节点进行处理,并将其邻居节点加入openList中。如果邻居节点已经在closedList中,或者不能通过地图上的障碍物,则忽略该节点;否则,计算该节点的G值、H值和F值,并将其加入openList中。重复以上步骤直到目标节点被找到或者openList为空。
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用java语言实现A*算法
以下是一个简单的Java实现A*算法的示例代码:
```
import java.util.*;
public class AStar {
private static final int DIAGONAL_COST = 14;
private static final int VERTICAL_COST = 10;
private Queue<Node> openList;
private Set<Node> closedSet;
private Map<Node, Node> parentNodes;
private Map<Node, Integer> gScore;
private Map<Node, Integer> fScore;
public AStar() {
this.openList = new PriorityQueue<>(Comparator.comparingInt(Node::getfScore));
this.closedSet = new HashSet<>();
this.parentNodes = new HashMap<>();
this.gScore = new HashMap<>();
this.fScore = new HashMap<>();
}
public List<Node> findPath(Node startNode, Node goalNode, Map<Node, List<Node>> adjacencyList) {
openList.add(startNode);
gScore.put(startNode, 0);
fScore.put(startNode, calculateHeuristic(startNode, goalNode));
while (!openList.isEmpty()) {
Node currentNode = openList.poll();
if (currentNode.equals(goalNode)) {
return reconstructPath(currentNode);
}
closedSet.add(currentNode);
for (Node neighbor : adjacencyList.get(currentNode)) {
if (closedSet.contains(neighbor)) {
continue;
}
int tentativeGScore = gScore.get(currentNode) + getDistance(currentNode, neighbor);
if (!openList.contains(neighbor)) {
openList.add(neighbor);
} else if (tentativeGScore >= gScore.get(neighbor)) {
continue;
}
parentNodes.put(neighbor, currentNode);
gScore.put(neighbor, tentativeGScore);
fScore.put(neighbor, tentativeGScore + calculateHeuristic(neighbor, goalNode));
}
}
return Collections.emptyList();
}
private int getDistance(Node nodeA, Node nodeB) {
int distanceX = Math.abs(nodeA.getX() - nodeB.getX());
int distanceY = Math.abs(nodeA.getY() - nodeB.getY());
if (distanceX > distanceY) {
return DIAGONAL_COST * distanceY + VERTICAL_COST * (distanceX - distanceY);
} else {
return DIAGONAL_COST * distanceX + VERTICAL_COST * (distanceY - distanceX);
}
}
private int calculateHeuristic(Node nodeA, Node nodeB) {
return Math.abs(nodeA.getX() - nodeB.getX()) + Math.abs(nodeA.getY() - nodeB.getY());
}
private List<Node> reconstructPath(Node currentNode) {
List<Node> path = new ArrayList<>();
path.add(currentNode);
while (parentNodes.containsKey(currentNode)) {
currentNode = parentNodes.get(currentNode);
path.add(0, currentNode);
}
return path;
}
}
class Node {
private final int x;
private final int y;
private int fScore;
public Node(int x, int y) {
this.x = x;
this.y = y;
this.fScore = Integer.MAX_VALUE;
}
public int getX() {
return x;
}
public int getY() {
return y;
}
public int getfScore() {
return fScore;
}
public void setfScore(int fScore) {
this.fScore = fScore;
}
@Override
public boolean equals(Object o) {
if (this == o) return true;
if (o == null || getClass() != o.getClass()) return false;
Node node = (Node) o;
return x == node.x && y == node.y;
}
@Override
public int hashCode() {
return Objects.hash(x, y);
}
}
```
在这个实现中,`AStar`类包含了A*算法的实现。在`findPath`方法中,我们传递起始节点、目标节点和一个邻接列表,该列表表示每个节点的相邻节点。
在A*算法的实现中,我们使用几个数据结构来跟踪算法的状态。我们使用一个优先队列(`openList`)来保存所有尚未扩展的节点,该队列按f分数从低到高排序。我们还使用一个集合(`closedSet`)来跟踪已经扩展过的节点。我们使用两个Map(`parentNodes`和`gScore`)来跟踪每个节点的父节点和g分数。最后,我们使用一个Map(`fScore`)来跟踪每个节点的f分数。
在`findPath`方法的主循环中,我们从`openList`中获取具有最低f分数的节点,将其添加到`closedSet`中,并考虑其每个相邻节点。对于每个相邻节点,我们计算新的g分数并更新父节点,g分数和f分数。如果相邻节点不在`openList`中,则将其添加到`openList`中。否则,如果新的g分数不比现有的g分数更好,则跳过该节点。
如果我们成功找到目标节点,则返回重构的路径。在重构路径时,我们从目标节点开始,并沿着每个节点的父节点向后遍历,直到达到起始节点。这将产生一条路径,其中第一个节点是起始节点,最后一个节点是目标节点。
在这个示例代码中,我们只考虑了水平和垂直移动,而没有考虑对角线移动。我们还假设每个节点都是相同的大小。如果需要考虑对角线移动或不同大小的节点,请相应地更改`getDistance`和`calculateHeuristic`方法。
用java写出:对角线遍历
以下是使用Java语言实现对角线遍历的代码示例:
```java
public class DiagonalTraversal {
public int[] findDiagonalOrder(int[][] matrix) {
if (matrix == null || matrix.length == 0) {
return new int[0];
}
int m = matrix.length;
int n = matrix[0].length;
int[] result = new int[m * n];
int row = 0;
int col = 0;
for (int i = 0; i < m * n; i++) {
result[i] = matrix[row][col];
if ((row + col) % 2 == 0) {
// moving up
if (col == n - 1) {
row++;
} else if (row == 0) {
col++;
} else {
row--;
col++;
}
} else {
// moving down
if (row == m - 1) {
col++;
} else if (col == 0) {
row++;
} else {
row++;
col--;
}
}
}
return result;
}
}
```
该算法的时间复杂度为$O(mn)$,空间复杂度为$O(1)$。