很早就听说过A*算法,据说在寻路径时,是一种比较高效的算法。但是一直没有搞清楚原理。
这段时间刚好有个营救公主的例子:
题描述 :
公主被魔王抓走了 , 王子需要拯救出美丽的公主 。 他进入了魔王的城
堡 , 魔王的城堡是一座很大的迷宫 。 为了使问题简单化 , 我们假设这个迷宫是一
个 N*M 的二维方格 。 迷宫里有一些墙 , 王子不能通过 。 王子只能移动到相邻 ( 上
下左右四个方向 ) 的方格内 , 并且一秒只能移动一步 , 就是说 , 如果王子在 (x,y )
一步只能移动到 (x-1,y),(x+1,y),(x,y-1),(x,y+1) 其中的一个位置上。地图由
‘S’,‘P’,‘ . ’ , ‘ *’ 四种符号构成 , ‘ . ’ 表示王子可以通过 , ‘ *’ 表示
墙,王子不能通过;'S'表示王子的位置;‘P’表示公主的位置; n表示公主存活的剩余时间,王子必须在 n 秒
内到达公主的位置,才能救活公主。
解题思路:
1、可以通过广度优先的算法进行演进,不停的查找王子的所有下一点的位置,没查找一次时间减1,直到找到了公主或者时间为0时终止。
这个算法能够比较快速的解决上述的迷宫问题;
2、通过A*算法,查找出每次移动可能到达的所有点,并设置了一定的权值规则,每次选取权值最小的一个点找它的下一个点……(当然,这是搞懂原理之后的后话:) )
本着锻炼下自己的原则选择了A*算法解决上面的问题。
代码实现简要说明:
1、定义了一个迷宫类 Maze,迷宫中包含了王子Prince(包含核心算法)和迷宫的地图MazeMap,迷宫(游戏)启动时,会先初始化地图,然后王子开始寻路(具体算法看代码);
2、定义了一个位置类Position,描述了二维坐标信息,及加权的PositionWeight类,包含了位置信息、距离王子的距离(A*算法中的G)、距离公主的距离(A*算法中的H)、及二者的总开销(F=G+H);
相信看懂了A*算法的原理的朋友,很快就能写出一个迷宫的实现方案。
下面贴一下我的实现,注释还算比较详尽,欢迎批评指正:)
[java]
/**
* 迷宫中的位置点 创建人:dobuy
*
*/
public class Position
{
/**
* 水平或者垂直移动一格的距离
*/
private final static int STRAIGHT_DISTANCE = 10;
/**
* 对角线移动一格的距离
*/
private final static int DIAGONAL_LINE_DISTANCE = 14;
private int x;
private int y;
public Position(int x, int y)
{
super();
this.x = x;
this.y = y;
}
/**
* 获取从父节点直接偏移至子节点的距离
*/
public int getOffsetOfDistance(Position position)
{
int x = Math.abs(getX() - position.getX());
int y = Math.abs(getY() - position.getY());
Position offset = new Position(x, y);
if (offset.equals(new Position(0, 1))
|| offset.equals(new Position(1, 0)))
{
return STRAIGHT_DISTANCE;
}
return DIAGONAL_LINE_DISTANCE;
}
/**
* 获取到目标节点的平移距离
*/
public int getDistanceOfTarget(Position position)
{
int verticalDistance = Math.abs(getY() - position.getY());
int horizontalDistance = Math.abs(getX() - position.getX());
return (verticalDistance + horizontalDistance) * STRAIGHT_DISTANCE;
}
public Position offset(Position offset)
{
return new Position(getX() + offset.getX(), getY() + offset.getY());
}
public int getX()
{
return x;
}
public void setX(int x)
{
this.x = x;
}
public int getY()
{
return y;
}
public void setY(int y)
{
this.y = y;
}
@Override
public int hashCode()
{
final int prime = 31;
int result = 1;
result = prime * result + x;
result = prime * result + y;
return result;
}
@Override
public boolean equals(Object obj)
{
if (this == obj)
return true;
if (obj == null)
return false;
if (getClass() != obj.getClass())
return false;
Position other = (Position) obj;
if (x != other.x)
return false;
if (y != other.y)
return false;
return true;
}
@Override
public String toString()
{
return "Position [x=" + x + ", y=" + y + "]";
}
}
/**
* 迷宫中的位置点 创建人:dobuy
*
*/
public class Position
{
/**
* 水平或者垂直移动一格的距离
*/
private final static int STRAIGHT_DISTANCE = 10;
/**
* 对角线移动一格的距离
*/
private final static int DIAGONAL_LINE_DISTANCE = 14;
private i