A*(A星)算法python实现
在春节放假前两天我偶然看到了A\*算法(A\*算法是一个启发式的地图寻路算法),感觉挺有意思。正好放假前也没有什么事情,就花了一个下午写出算法的骨架,节后又花了半天时间完善屏幕输出的细节并且调试完成。
该实现只是一时兴起的随手而作,没有考虑性能和扩展性等问题。正在学习A\*算法的朋友可以拿去随便折腾。
Email: wang.zhigang@hotmail.com
代码的运行效果如下:
```pytho
#!/usr/bin/python
# vim:set fileencoding=utf-8
# 在春节放假前两天我偶然看到了A*算法,感觉挺有意思。正好放假前
# 也没有什么事情,就花了一个下午写出算法的骨架,节后又花了半天
# 时间完善屏幕输出的细节并且调试完成。
# 该实现只是一时兴起的随手而作,没有考虑性能和扩展性等问题。正
# 在学习A*的朋友可以拿去随便折腾。
# email: wang.zhigang@hotmail.com
import sys
_2dmap = []
start = None
end = None
open_list = {}
close_list = {}
map_border = ()
class Node:
def __init__(this, father, x, y):
if x < 0 or x >= map_border[0] or y < 0 or y >= map_border[1]:
raise Exception("node position can't beyond the border!")
this.father = father
this.x = x
this.y = y
if father != None:
G2father = calc_G(father, this)
if not G2father:
raise Exception("father is not valid!")
this.G = G2father + father.G
this.H = calc_H(this, end)
this.F = this.G + this.H
else:
this.G = 0
this.H = 0
this.F = 0
def reset_father(this, father, new_G):
if father != None:
this.G = new_G
this.F = this.G + this.H
this.father = father
def calc_G(node1, node2):
x1 = abs(node1.x-node2.x)
y1 = abs(node1.y-node2.y)
if (x1== 1 and y1 == 0):
return 10 # same row
if (x1== 0 and y1 == 1):
return 10 # same col
if (x1== 1 and y1 == 1):
return 14 # cross
else:
return 0
def calc_H(cur, end):
return abs(end.x-cur.x) + abs(end.y-cur.y)
# NOTE 这个地方可能成为性能瓶颈
def min_F_node():
if len(open_list) == 0:
raise Exception("not exist path!")
_min = 9999999999999999
_k = (start.x, start.y)
for k,v in open_list.items():
if _min > v.F:
_min = v.F
_k = k
return open_list[_k]
# 把相邻节点加入open list, 如果发现终点说明找到了路径
def addAdjacentIntoOpen(node):
# 将该节点从开放列表移到关闭列表当中。
open_list.pop((node.x, node.y))
close_list[(node.x, node.y)] = node
_adjacent = []
# 相邻节点还没有注意边界的情况
try:
_adjacent.append(Node(node , node.x - 1 , node.y - 1))
except Exception,e:
pass
try:
_adjacent.append(Node(node , node.x , node.y - 1))
except Exception,e:
pass
try:
_adjacent.append(Node(node , node.x + 1 , node.y - 1))
except Exception,e:
pass
try:
_adjacent.append(Node(node , node.x + 1 , node.y))
except Exception,e:
pass
try:
_adjacent.append(Node(node , node.x + 1 , node.y + 1))
except Exception,e:
pass
try:
_adjacent.append(Node(node , node.x , node.y + 1))
except Exception,e:
pass
try:
_adjacent.append(Node(node , node.x - 1 , node.y + 1))
except Exception,e:
pass
try:
_adjacent.append(Node(node , node.x - 1 , node.y))
except Exception,e:
pass
for a in _adjacent:
if (a.x,a.y) == (end.x, end.y):
new_G = calc_G(a, node) + node.G
end.reset_father(node, new_G)
print "find path finish!"
return True
if (a.x,a.y) in close_list:
continue
if (a.x,a.y) not in open_list:
open_list[(a.x,a.y)] = a
else:
exist_node = open_list[(a.x,a.y)]
new_G = calc_G(a, node) + node.G
if new_G < exist_node.G:
exist_node.reset_father(node, new_G)
return False
def find_the_path(start, end):
open_list[(start.x, start.y)] = start
the_node = start
try:
while not addAdjacentIntoOpen(the_node):
the_node = min_F_node()
except Exception,e:
# path not exist
print e
return False
return True
#=======================================================================
def print_map():
print ' Y',
for i in xrange(len(_2dmap)):
print i,
print
print ' X'
row = 0
for l in _2dmap:
print '%3d'%row,' ',
row = row+1
for i in l:
print i,
print
def mark_path(node):
if node.father == None:
return
_2dmap[node.x][node.y] = '#'
mark_path(node.father)
def preset_map():
global start,end,map_border
_2dmap.append('S X . . . . . . . . . . . . . X . . . .'.split())
_2dmap.append('. X . . . . . . . . . . . . . X . . . .'.split())
_2dmap.append('. X . . . . . . . . . . . . . X . . . .'.split())
_2dmap.append('. . . . . . . . . . . . . . . X . . . .'.split())
_2dmap.append('. . . . . . . . . . . . . . . X . . . .'.split())
_2dmap.append('. . . . . . . . . . . . . . . . . . . .'.split())
_2dmap.append('. . . . . . . . . . . . . . . X X X X .'.split())
_2dmap.append('. . . . . . . . . . . . . . . X . . . .'.split())
_2dmap.append('. . . . . . . . . . . . . . . X . X X X'.split())
_2dmap.append('. . . . . . . . . . . . . . . X . X . .'.split())
_2dmap.append('. . . . . . . . . . . . . . . X . . . .'.split())
_2dmap.append('. . . . . . . . . . . . . . . X . X . .'.split())
_2dmap.append('. . . . . . . . . . . . . . . X . X . .'.split())
_2dmap.append('. . . . . . . . . . . . . . . X . X . .'.split())
_2dmap.append('. . . . . . . . . . . . . . . X . X . .'.split())
_2dmap.append('. . . . . . . . . . . . . . . X . X . E'.split())
map_border = (len(_2dmap),len(_2dmap[0]))
row_index = 0
for row in _2dmap:
col_index = 0
for n in row:
if n == 'X':
block_node = Node(None, row_index, col_index)
close_list[(block_node.x, block_node.y)] = block_node
elif n == 'S':
start = Node(None, row_index, col_index)
elif n == 'E':
end = Node(None, row_index, col_index)
col_index = col_index + 1
row_index = row_index + 1
if __name__=='__main__':
if len(sys.argv) < 3:
preset_map()
else:
x = int(sys.argv[1])
y = int(sys.argv[2])
map_border = (x,y)
_start = raw_input('pls input start point:')
_end = raw_input('pls input end point:')
_start = _start.split(',')
_end = _end.split(',')
_start = (int(_start[0]), int(_start[1]))
_end = (int(_end[0]), int(_end[1]))
start = Node(None, _start[0], _start[1])
end = Node(None, _end[0], _end[1])
# gen map
_2dmap = [['.' for i in xrange(y)] for i in xrange(x) ]
# put start and end
_2dmap[_start[0]][_start[1]] = 'S'
_2dmap[_end[0]][_end[1]] = 'E'
# input blocks
while True:
_block = raw_input('input block:')
if not _block:
break
_block = _block.split(',')
_block = (int(_block[0]), int(_block[1]))
_2dmap[_block[0]][_block[1]] = 'X'
block_node = Node(None, _block[0], _block[1])
close_list[(block_node.x, block_node.y)] = block_node
print "orignal map:"
print_map()
if find_the_path(start, end):
mark_path(end.father)
print "found road as follow:"
print_map()
```
A*(A星)算法python实现的更多相关文章
- POJ 2449 Remmarguts' Date (SPFA + A星算法) - from lanshui_Yang
题目大意:给你一个有向图,并给你三个数s.t 和 k ,让你求从点 s 到 点 t 的第 k 短的路径.如果第 k 短路不存在,则输出“-1” ,否则,输出第 k 短路的长度. 解题思路:这道题是一道 ...
- 算法起步之A星算法
原文:算法起步之A星算法 用途: 寻找最短路径,优于bfs跟dfs 描述: 基本描述是,在深度优先搜索的基础上,增加了一个启发式算法,在选择节点的过程中,不是盲目选择,而是有目的的选的,F=G+H,f ...
- Cocos2d-x 3.1.1 学习日志16--A星算法(A*搜索算法)学问
A *搜索算法称为A星算法.这是一个在图形平面,路径.求出最低通过成本的算法. 经常使用于游戏中的NPC的移动计算,或线上游戏的BOT的移动计算上. 首先:1.在Map地图中任取2个点,開始点和结束点 ...
- A*搜寻算法(A星算法)
A*搜寻算法[编辑] 维基百科,自由的百科全书 本条目需要补充更多来源.(2015年6月30日) 请协助添加多方面可靠来源以改善这篇条目,无法查证的内容可能会被提出异议而移除. A*搜索算法,俗称A星 ...
- pageRank算法 python实现
一.什么是pagerank PageRank的Page可是认为是网页,表示网页排名,也可以认为是Larry Page(google 产品经理),因为他是这个算法的发明者之一,还是google CEO( ...
- 常见排序算法-Python实现
常见排序算法-Python实现 python 排序 算法 1.二分法 python 32行 right = length- : ] ): test_list = [,,,,,, ...
- kmp算法python实现
kmp算法python实现 kmp算法 kmp算法用于字符串的模式匹配,也就是找到模式字符串在目标字符串的第一次出现的位置比如abababc那么bab在其位置1处,bc在其位置5处我们首先想到的最简单 ...
- Java开源-astar:A 星算法
astar A星算法Java实现 一.适用场景 在一张地图中,绘制从起点移动到终点的最优路径,地图中会有障碍物,必须绕开障碍物. 二.算法思路 1. 回溯法得到路径 (如果有路径)采用“结点与结点的父 ...
- KMP算法-Python版
KMP算法-Python版 传统法: 从左到右一个个匹配,如果这个过程中有某个字符不匹配,就跳回去,将模式串向右移动一位.这有什么难的? 我们可以 ...
- A星算法(Java实现)
一.适用场景 在一张地图中.绘制从起点移动到终点的最优路径,地图中会有障碍物.必须绕开障碍物. 二.算法思路 1. 回溯法得到路径 (假设有路径)採用"结点与结点的父节点"的关系从 ...
随机推荐
- PHPExcel导出导入excel、csv等格式数据
<?php if(!defined('BASEPATH')) exit('No direct script access allowed'); //物资发料单明细 class Read_writ ...
- 光迁PING值延迟计算!以及到中国最快的美国机房是哪个机房?
美国圣安娜KT机房/美国KT机房/美国KT服务器 KT机房是美国直达大陆最快的机房,ping值一般为195MS,是做web服务器的首选机房,深受中小站长的欢迎! 我们平时测试美国服务器的速度,都是通过 ...
- iOS反射机制
iOS属性反射:说白了,就是将两个对象的所有属性,用动态的方式取出来,并根据属性名,自动绑值.(注意:对象的类,如果是派生类,就得靠其他方式来实现了,因为得到不该基类的属性.) 本人常用的反射方式,有 ...
- DOS通讯录
#include"stdio.h" #include"string.h" #include"stdlib.h" FILE *fp; #def ...
- 【转】Winform下KeyDown,KeyPress,KeyUp事件的总结
http://blog.csdn.net/xiashengwang/article/details/6777907
- DB2中的转义字符
1.数据库脚本 )); ,'20%'); ,'OLIVER_QIN'); ,'AA''') 2.以下是DB2的转义字符 2.1 对“%”的转义 SELECT * FROM OLIVER_11 WHER ...
- WARNING: /sys/kernel/mm/transparent_hugepage/enabled is
安装MONGODB 3.0.6的时候提示警告信息,如下: 2015-09-09T11:04:35.011+0800 I CONTROL [initandlisten] ** WARNING: /sys ...
- Golang的Semicolons
Semicolons The formal grammar uses semicolons ";" as terminators in a number of production ...
- 兼容sdk7&iOS7的issue解决小片段总结
ios7新增加的icon尺寸: 76 x 76:Size for iPad 2 and iPad mini (standard resolution) 120 x 120 :Size for iPho ...
- oc中对象的初始化
在.m文件中使用对象方法: - (id)init { _name =@"zhangsan"; _age = 18; return self; } 然后通过main方法中进行创建对象 ...