目标:

  • 优先寻找无障碍的路径
  • 目标不可达时,寻找障碍最少的路径
  • 路径长度相等时,优先转弯最少的路径
  • 多个目标点时,根据以上要求到达其中一个目标点即可

要点:

  • 最优格子的选取,先对open list排序,然后从open list中出队

源码:

package main

import (
"errors"
"fmt"
"math"
"sort"
) type Node struct {
Parent *Node
Pos []int32
GDir []int32
G float32
H float32
F float32
B int // 障碍Block
T int // 转弯turn
} func (node *Node) String() string {
return fmt.Sprintf("%#v", node)
} // 优先障碍最少,其次路径最短,再次转弯最少
func (best *Node) IsBetterThan(node *Node) bool {
if best.B < node.B {
return true
}
if best.B > node.B {
return false
}
if best.F < node.F {
return true
}
if best.F > node.F {
return false
}
if best.T < node.T {
return true
}
if best.T > node.T {
return false
}
return false
} type NodeList []*Node func (nl NodeList) Len() int { return len(nl) }
func (nl NodeList) Swap(i, j int) { nl[i], nl[j] = nl[j], nl[i] }
func (nl NodeList) Less(i, j int) bool {
best, node := nl[i], nl[j]
return best.IsBetterThan(node)
} func (nl NodeList) String() string {
s := "*******NodeList********\n"
for i, node := range nl {
s = fmt.Sprintf("%s%d = %s\n", s, i, node.String())
}
return s
} func (nl NodeList) NodeIdx(node *Node) int {
for i, n := range nl {
if n.Pos[0] == node.Pos[0] && n.Pos[1] == node.Pos[1] {
return i
}
}
return -1
} type AStar struct {
W int32
H int32
SPos []int32
EPos []int32
Open NodeList // 使用list,起点,终点相同时每次的路径都一样,换成map时,每次的路径可能不一样。
CloseMap map[int32]struct{}
} const (
NODE_OPEN int32 = iota // 可通行
NODE_BARRIER // 障碍,无法到达目的地时,返回障碍最少的路径
NODE_NO_PASS // 不可通行,边界等不能通行
) func (a *AStar) newNode(parent *Node, x, y int32, dir []int32) *Node {
state := a.GetNodeState(x, y)
if state != NODE_OPEN && state != NODE_BARRIER {
a.addClose(&Node{Pos: []int32{x, y}})
return nil
}
b, t := 0, 0
if parent != nil {
b = parent.B
if dir[0] == parent.GDir[0] && dir[1] == parent.GDir[1] {
t = parent.T
} else {
t = parent.T + 1
}
}
if state == NODE_BARRIER {
b++
}
pos := []int32{x, y}
g := a.getG(pos, parent)
h := a.getH(pos, a.EPos)
return &Node{
Parent: parent,
Pos: pos,
G: g,
H: h,
F: g + h,
B: b,
T: t,
GDir: dir,
}
} func (a *AStar) GetNodeState(x, y int32) int32 {
if x < 0 || x >= a.W || y < 0 || y >= a.H {
return NODE_NO_PASS
}
//fmt.Println("GetNodeState", x, y, GMap[x][y])
return GMap[x][y]
} // 计算g值;直走=1;斜走=1.4
func (a *AStar) getG(pos1 []int32, parent *Node) float32 {
if parent == nil {
return 0
}
pos2 := parent.Pos
g := parent.G
if pos1[0] == pos2[0] {
return g + float32(math.Abs(float64(pos1[1]-pos2[1])))
} else if pos1[1] == pos2[1] {
return g + float32(math.Abs(float64(pos1[0]-pos2[0])))
} else {
return g + float32(math.Abs(float64(pos1[0]-pos2[0])*1.4))
}
} // 计算h值
func (a *AStar) getH(pos1, pos2 []int32) float32 {
return float32(math.Abs(float64(pos1[0]-pos2[0])) + math.Abs(float64(pos1[1]-pos2[1])))
} func (a *AStar) addOpen(node *Node) {
//idx := a.getNodeIdxInOpen(node)
idx := a.Open.NodeIdx(node)
//fmt.Println(a.Open)
//fmt.Println("addOpen:", idx, "node:", node, "patrnt ", node.Parent)
if idx >= 0 {
n := a.Open[idx]
if node.IsBetterThan(n) {
a.Open[idx] = node
}
} else {
a.Open = append(a.Open, node)
}
} // x, y 对应的node在open中的idx
func (a *AStar) getNodeIdxInOpen(node *Node) int {
x, y := node.Pos[0], node.Pos[1]
l := len(a.Open)
if l == 0 {
return -1
}
idx := sort.Search(len(a.Open),
func(i int) bool {
pos := a.Open[i].Pos
return pos[0] == x && pos[1] == y
})
// sort.Search 对已排序的list使用二分查找,
// sort.Search 的坑,未找到返回的值等于list长度
if idx == l {
return -1
}
return idx
} // 从open中出栈,即最优的格子
func (a *AStar) getMinNode() *Node {
sort.Sort(a.Open)
node := a.Open[0]
a.Open = a.Open[1:]
return node
} // 添加到close中,
func (a *AStar) addClose(n *Node) {
x, y := n.Pos[0], n.Pos[1]
key := x*a.W*10 + y
a.CloseMap[key] = struct{}{}
} // 判断是否在close中
func (a *AStar) isInClose(x, y int32) (ok bool) {
key := x*a.W*10 + y
_, ok = a.CloseMap[key]
return
} // 拓展周边方向的node
func (a *AStar) extendNeighbours(c *Node) {
for _, dir := range GDir {
x := c.Pos[0] + dir[0]
y := c.Pos[1] + dir[1]
if a.isInClose(x, y) {
continue
}
node := a.newNode(c, x, y, dir)
if node == nil {
continue
}
a.addOpen(node)
}
} func (a *AStar) isTarget(n *Node, ePos []int32) bool {
if n == nil {
return false
}
if n.Pos[0] == ePos[0] && n.Pos[1] == ePos[1] {
return true
}
return false
} // 从结束点回溯到开始点,开始点的parent == None
func (a *AStar) makePath(p *Node) [][]int32 {
path := make([][]int32, 0)
for p != nil {
path = append([][]int32{p.Pos}, path[:]...)
p = p.Parent
}
fmt.Println("********makePath:", path)
return path
} // 路径查找主函数
func (a *AStar) findPath(sPos, ePos []int32) (path [][]int32, block, turn int, err error) {
state := a.GetNodeState(sPos[0], sPos[1])
if state != NODE_OPEN && state != NODE_BARRIER {
err = errors.New(fmt.Sprintf("spos state is %d", state))
return
} estate := a.GetNodeState(ePos[0], ePos[1])
if estate != NODE_OPEN && estate != NODE_BARRIER {
err = errors.New(fmt.Sprintf("ePos state is %d", estate))
return
} a.SPos, a.EPos = sPos, ePos
// 构建开始节点
s := a.newNode(nil, sPos[0], sPos[1], []int32{0, 0})
a.addOpen(s)
for {
if len(a.Open) <= 0 {
err = errors.New("not find Open list is nil")
return
}
p := a.getMinNode()
//fmt.Println(fmt.Sprintf("---min p = %#v", p))
if a.isTarget(p, ePos) {
path = a.makePath(p)
block, turn = p.B, p.T
return
}
a.extendNeighbours(p)
a.addClose(p)
}
return
} // 查询过的所有格子
func (a *AStar) getSearched() []int32 {
l := make([]int32, 0)
for _, i := range a.Open {
if i != nil {
l = append(l, i.Pos[0], i.Pos[1])
}
}
for k, _ := range a.CloseMap {
x := k / a.W * 10
y := k % a.W * 10
l = append(l, x, y)
}
return l
} // 清空open和close
func (a *AStar) clean() {
a.Open = make(NodeList, 0)
a.CloseMap = make(map[int32]struct{})
} func NewAstar() *AStar {
a := &AStar{
W: int32(len(GMap)),
H: int32(len(GMap[0])),
Open: make(NodeList, 0),
CloseMap: make(map[int32]struct{}),
}
fmt.Println("NewAstar", a.W, a.H)
return a
} // 终点不唯一时找到最优的路径
func FindPathIgnoreBlock(sPos []int32, ePos [][]int32) {
a := NewAstar()
if a == nil {
return
}
var path [][]int32
var block, turn int
for _, e := range ePos {
a.clean()
p, b, t, err := a.findPath(sPos, e)
fmt.Println("FindPathIgnoreBlock:",
fmt.Sprint("sPos", sPos),
fmt.Sprint("ePos", e),
fmt.Sprint("path", p),
fmt.Sprint("Block", b),
fmt.Sprint("turn", t),
fmt.Sprint("err", err))
if err != nil {
continue
}
if path == nil {
path, block, turn = p, b, t
continue
}
stepNum, newStep := len(path), len(p)
fmt.Println("stepNum", stepNum, "newStep", newStep)
if stepNum < newStep {
continue
}
if stepNum > newStep {
path, block, turn = p, b, t
continue
}
if block < b {
continue
}
if block > b {
path, block, turn = p, b, t
continue
} if turn < t {
continue
} if turn > b {
path, block, turn = p, b, t
continue
}
}
fmt.Println("********end, FindPathIgnoreBlock", path, block, turn)
} var (
GDir [][]int32 //方向
GMap [][]int32 //地图
) func init() {
GDir = [][]int32{{1, 0}, {0, 1}, {0, -1}, {-1, 0}}
GMap = [][]int32{
{0, 0, 1, 0, 0, 1, 0, 0, 1, 0, 0, 0, 0, 0, 1, 0, 0, 1, 0, 0, 1, 0, 0, 0, 0},
{1, 1, 0, 1, 0, 1, 0, 0, 1, 0, 0, 0, 0, 0, 1, 0, 0, 1, 0, 0, 1, 0, 0, 0, 0},
{0, 0, 1, 1, 1, 1, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 1, 0, 0, 1, 0, 0, 1, 0, 0, 0, 0},
{0, 0, 0, 0, 0, 1, 0, 0, 1, 0, 0, 0, 0, 0, 1, 0, 0, 1, 0, 0, 1, 0, 0, 0, 0},
{0, 1, 0, 0, 0, 1, 0, 0, 1, 0, 0, 0, 0, 0, 1, 0, 0, 1, 0, 0, 1, 0, 0, 0, 0},
{0, 0, 0, 0, 0, 1, 0, 0, 1, 0, 0, 0, 0, 0, 1, 0, 0, 1, 0, 0, 1, 0, 0, 0, 0},
{2, 2, 2, 2, 2, 1, 2, 2, 1, 2, 2, 2, 2, 0, 1, 0, 0, 1, 0, 0, 1, 0, 0, 0, 0},
{0, 0, 0, 1, 0, 1, 0, 2, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 1, 0, 0, 1, 0, 0, 1, 0, 0, 0, 0},
{0, 0, 0, 1, 0, 1, 0, 0, 1, 0, 0, 0, 0, 0, 1, 0, 0, 1, 0, 0, 1, 0, 0, 0, 0},
{0, 0, 0, 1, 0, 1, 0, 0, 1, 0, 0, 0, 0, 0, 1, 0, 0, 1, 0, 0, 1, 0, 0, 0, 0},
{0, 0, 0, 1, 2, 1, 0, 0, 1, 0, 2, 0, 0, 0, 1, 0, 0, 1, 0, 0, 1, 0, 0, 0, 0},
{0, 0, 0, 1, 0, 1, 0, 0, 1, 0, 0, 0, 0, 0, 1, 0, 0, 1, 0, 0, 1, 0, 0, 0, 0},
{0, 0, 0, 1, 0, 1, 0, 0, 1, 0, 0, 2, 0, 0, 1, 0, 0, 1, 0, 0, 1, 0, 0, 0, 0},
{0, 0, 0, 1, 0, 1, 0, 0, 1, 0, 0, 2, 0, 0, 1, 0, 0, 1, 0, 0, 1, 0, 0, 0, 0},
{0, 0, 0, 1, 0, 1, 0, 0, 1, 0, 0, 2, 0, 0, 1, 0, 0, 1, 0, 0, 1, 0, 0, 0, 0},
{0, 0, 0, 1, 0, 1, 0, 0, 1, 0, 0, 2, 0, 0, 1, 0, 0, 1, 0, 0, 1, 0, 0, 0, 0},
{0, 0, 0, 1, 0, 1, 0, 0, 1, 0, 0, 2, 0, 0, 1, 0, 0, 1, 0, 0, 1, 0, 0, 0, 0},
{0, 0, 0, 1, 0, 1, 0, 0, 1, 0, 0, 2, 0, 0, 1, 0, 0, 1, 0, 0, 1, 0, 0, 0, 0},
{0, 0, 0, 1, 0, 1, 0, 0, 1, 0, 0, 2, 0, 0, 1, 0, 0, 1, 0, 0, 1, 0, 0, 0, 0},
{0, 0, 0, 1, 0, 1, 0, 0, 1, 0, 0, 2, 0, 0, 1, 0, 0, 1, 0, 0, 1, 0, 0, 0, 0},
{0, 0, 0, 1, 0, 1, 0, 0, 1, 0, 0, 2, 0, 0, 1, 0, 0, 1, 0, 0, 1, 0, 0, 0, 0},
{0, 0, 0, 1, 0, 1, 0, 0, 1, 0, 0, 2, 0, 0, 1, 0, 0, 1, 0, 0, 1, 0, 0, 0, 0},
{0, 0, 0, 1, 0, 1, 0, 0, 1, 0, 0, 2, 0, 0, 1, 0, 0, 1, 0, 0, 1, 0, 0, 0, 0},
}
fmt.Println("----init:", len(GMap[0]), len(GMap), NODE_OPEN, NODE_BARRIER, NODE_NO_PASS)
} func main() {
FindPathIgnoreBlock([]int32{3, 2}, [][]int32{{5, 3}})
}

golang实现障碍、转弯最少的A*寻路的更多相关文章

  1. BZOJ 4723: [POI2017]Flappy Bird

    Description 从一个点到一条直线,每次纵坐标只能增加或减少1,有些位置有障碍,求最少增加步数. Sol 贪心. 或许是贪心吧...反正在可到达的范围内,纵坐标尽量小... 做的时候维护一下两 ...

  2. POJ 3041 Asteroids (最小点覆盖集)

    题意 给出一个N*N的矩阵,有些格子上有障碍,要求每次消除一行或者一列的障碍,最少消除多少次可以全部清除障碍. 思路 把关键点取出来:一个障碍至少需要被它的行或者列中的一个消除. 也许是最近在做二分图 ...

  3. hdu 1728 逃离迷宫(dFS+优先队列)

    求转弯最少的走路方式!!!! #include<stdio.h> #include<string.h> #include<queue> using namespac ...

  4. POJ-3041 Asteroids---二分图&最小覆盖点

    题目链接: https://vjudge.net/problem/POJ-3041 题目大意: 给一个N*N的矩阵,有些格子有障碍,要求我们消除这些障碍,问每次消除一行或一列的障碍, 最少要几次. 解 ...

  5. [POJ3041] Asteroids(最小点覆盖-匈牙利算法)

    传送门 题意: 给一个N*N的矩阵,有些格子有障碍,要求我们消除这些障碍,问每次消除一行或一列的障碍,最少要几次.   解析: 把每一行与每一列当做二分图两边的点. 某格子有障碍,则对应行与列连边. ...

  6. leetcode_1293. Shortest Path in a Grid with Obstacles Elimination_[dp动态规划]

    题目链接 Given a m * n grid, where each cell is either 0 (empty) or 1 (obstacle). In one step, you can m ...

  7. 【bfs】最少转弯问题

    题目描述 给出一张地图,这张地图被分为n×m(n,m<=100)个方块,任何一个方块不是平地就是高山.平地可以通过,高山则不能.现在你处在地图的(x1,y1)这块平地,问:你至少需要拐几个弯才能 ...

  8. 69.广搜练习:  最少转弯问题(TURN)

    [问题描述] 给出一张地图,这张地图被分为n×m(n,m<=100)个方块,任何一个方块不是平地就是高山.平地可以通过,高山则不能.现在你处在地图的(x1,y1)这块平地,问:你至少需要拐几个弯 ...

  9. 【a802】最少转弯问题

    Time Limit: 10 second Memory Limit: 2 MB 问题描述 给出一张地图,这张地图被分为n*m(n,m<=100)个方块,任何一个方块不是平地就是高山.平地可以通 ...

随机推荐

  1. JAVA开发环境搭建(Mac)

    1. 打开Terminal, 执行命令: java -version 即可查看到我们所安装的jdk版本. 2.安装jdk成功之后,我们还需要配置jdk环境变量. 使用命令: /usr/libexec/ ...

  2. js时间戳转日期

    //时间戳转日期 2017-04-30 13:20 //type=1--> 2017-04-30 13:20 //type=2-->2018年08月 //type=3-->2018- ...

  3. 【翻译】 Guice 动机——依赖注入的动机

    原文链接 动机 将所有的内容连接在一起时应用开发的一个单调乏味的部分.有几种方式来将数据.服务.presetntation类连接到一起.为了对比这些方法,我将为披萨订购网站编写账单代码: public ...

  4. 在NOARCHIVELOG和ARCHIVELOG模式之间选择

    本节介绍在选择以NOARCHIVELOG或ARCHIVELOG模式运行数据库时必须考虑的问题,并包含以下主题: 在NOARCHIVELOG模式下运行数据库 在ARCHIVELOG模式下运行数据库 是否 ...

  5. struts2 学习01

    知识补充: Java 平台有三个版本,这使软件开发人员.服务提供商和设备生产商可以针对特定的市场进行开发: * Java SE(Java Platform,Standard Edition).Java ...

  6. cocos2dx-lua http请求下载图片,使用XMLHttpRequest类

    HttpFileDownLoadSimple.lua local downloader = {} --数据拆分,以没1024*5字节拆成一段,打包写入文件 (拆完再拼接,转成字符串) local fu ...

  7. java 生产者消费者简单实现demo

    第一种方式 使用BlockingQueue 阻塞队列 public class Threads { public static void main(String[] args) { final Arr ...

  8. 屏蔽eslint代码格式报错

    1.在文件中找到node_modules 2.node_modules文件夹下的eslint-config-standard 3.打开eslint-config-standard文件夹下的eslint ...

  9. Mysql exists 与 in

    今天公司同事反馈一个SQL语句删除数据删除了一个小时,还没有删除完,强制中断. 第一眼看到 exists 的时候,脑子里要有这么个概念: Oracle exists 的效率比in 高.而Mysql 则 ...

  10. [原创]EBAZ4205 Linux log打印输出

    下载器与板级之前的连接 JTAG红色为1脚,请注意 RX接板级TX TX接板级RX UART_Vref接板级VCC GND接板级GND U-Boot 2014.01 (Apr 14 2019 - 10 ...