前幾天導師佈置了個任務，讓做一個C/S架構的小遊戲。。其中設計到地圖上自動尋路的一個功能點，我一向對演算法沒有愛，不過又特別喜歡那些神奇的演算法。。。我這算不算變態。。又愛又無愛。。不管怎麼說，我先想的是DFS或者BFS，不過我想了想，如果真的這麼簡單那麼這尼瑪不是所有搜尋通殺了嗎。。於是我懷著謙虛的心去問了下google大爺。。果然找到了很多有用的東西，比如A*演算法。。。網上有個爺們把這個演算法寫的異常清晰，真的是異常清晰。。。

原文在這裡：http://www.policyalmanac.org/games/aStarTutorial.htm

你說什麼！是英文的，廢話！！！牛逼的東西哪樣不是英文的，裝的最高境界就是滿嘴英文縮寫。對吧！！！

好了，開玩笑的，這裡有中文翻譯：

http://www.cppblog.com/christanxw/archive/2006/04/07/5126.html

這哥們翻譯的也還不錯。。不過還是建議看英文的。。算了，當我沒說。

文章裡作者用Basic和C++都實現了這個演算法。不過就像所有網上下的東西一樣，沒一個是能夠直接拿來用的，就像你現在看我的程式碼一樣，照樣不能直接用進你的工程裡。不過別人寫出來了，就一定有道理，看看對自己的實現多少有些幫助。

我用C++實現了下A*演算法。當然，在原文裡作者智慧得指出了用二叉堆來維護open_list表會更加高效，能夠提高2~4倍。並給出另一篇他寫的用二叉堆來實現的A*演算法。。http://www.policyalmanac.org/games/binaryHeaps.htm

別煩躁，中文翻譯當然有了：http://blog.vckbase.com/panic/archive/2005/03/28/4144.html

我當然是膜拜不已。。但是我這邊的程式要的非常急。。所以這裡我先用list做了open_list，等以後閒了我再自己寫一個BFS,DFS,A*和二叉堆A*的效能比較！！我是不是很牛！！。。。好吧。。當我沒說。。

文章附件裡我把那個老外的程式碼和我自己的實現都放在下面了，我建議你都下載來看看，這樣能夠明白我寫的要更好！！！哈哈哈。。。。。而且我的程式碼裡有不少註釋哦，並且測試程式都寫好了哦。。。。。是不是很誘惑。。。好吧。。我又氾濫了。。最後補充一點，我的程式碼拿VS2005寫的工程，那個老外的是VC++的工程，如果你不能跑就把程式碼貼出來到你的編譯環境裡改改就能跑了。你一定在想世界上要是隻有一種編譯器多好啊。。。好吧，是我在想。。不過未來肯定能實現，直接用雲端編譯，我只需要本地編寫程式碼，然後上傳遠端，把編譯結果返回給我，只要速度夠快我覺得這是一種非常好的處理程式碼異構，編譯器異構的方式。。。好吧。。我又扯淡了。。。

下面show一下我的A*演算法的類：

首先是A.h

  1. ////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////// 
  2. // 
  3. //  FileName    :   A.h 
  4. //  Version     :   1.0 
  5. //  Creater     :   Ranger Cai 
  6. //  Date        :   2012-2-27 09:44:49 
  7. //  Comment     :   A* algorithm header file 
  8. // 
  9. ////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////// 
  10. #ifndef _A_FINDPATH_H 
  11. #define _A_FINDPATH_H 
  12.  
  13. #include <list> 
  14. #include <algorithm> 
  15.  
  16. //記錄地圖上每個節點的位置資訊以及估值資訊的結構體堆疊 
  17. typedef struct _Rect 
  18. { 
  19.     int x; 
  20.     int y; 
  21.     int h_value;  //h值為節點到終點的Manhattan距離 
  22.     int g_value;  //g值為起點到該點的移動代價 
  23.     struct _Rect *pre;  //指向父節點 
  24. }Rect; 
  25.  
  26. class AStart 
  27. { 
  28. public: 
  29.     //初始化傳入地圖二維陣列、地圖寬、長，起始及終點在陣列中的序號 
  30.     AStart(int *mapInfo, int width, int height, int start, int end); 
  31.     ~AStart(); 
  32.  
  33.     //A*查詢，查詢成功返回true，否則返回false 
  34.     bool Find(); 
  35.     //如果Find()函式成功，則可以呼叫此函式把結果路徑存入到result中 
  36.     void getResultPath(); 
  37.      
  38.     //計算pos節點的g值 
  39.     int get_g_value(int pos); 
  40.     //計算pos節點的h值 
  41.     int get_h_value(int pos); 
  42.     //判斷pos節點是否在地圖內 
  43.     bool isReachable(int pos); 
  44.     //測試節點是否更好並判斷是否已經找到路徑 
  45.     bool testRoad(int pos, int cur); 
  46.  
  47.     int  *map;  //地圖資訊 
  48.     Rect *rect; //父子節點關係鏈 
  49.     std::list<Rect> result;  //查詢成功後的結果路徑儲存在此 
  50.  
  51. private: 
  52.     int Width; 
  53.     int Height; 
  54.     int Start; 
  55.     int End; 
  56.  
  57.     std::list<int> open_list;   //open表中的節點為待檢查的節點 
  58.     std::list<int> close_list;  //close表中的節點為暫時不關注的節點 
  59. }; 
  60.  
  61. #endif //_A_FINDPATH_H 

然後是實現A.cpp

 

  1. #include "stdafx.h" 
  2. #include "A.h" 
  3.  
  4.  
  5. AStart::AStart(int *mapInfo, int width, int height, int start, int end) 
  6. { 
  7.     Width  = width; 
  8.     Height = height; 
  9.     Start  = start; 
  10.     End    = end; 
  11.  
  12.     //把二維陣列儲存到一維陣列中去，便於資訊的處理 
  13.     map = new int[Width * Height]; 
  14.     for (int i = 0; i < Width * Height; i++) 
  15.     { 
  16.         //map[i] = mapInfo[i / width][i % width]; 
  17.         map[i] = mapInfo[i]; 
  18.     } 
  19.  
  20.     //記錄每一個節點的位置資訊 
  21.     rect = new Rect[Width * Height]; 
  22.     for (int i = 0; i < (Width * Height); i++) 
  23.     { 
  24.         rect[i].x = i % Width; 
  25.         rect[i].y = i / Width; 
  26.     } 
  27.  
  28.     //初始化起點 
  29.     rect[Start].g_value = 0; 
  30.     rect[Start].h_value = get_h_value(Start); 
  31.     rect[Start].pre = NULL; 
  32.  
  33.     //把起點加入open_list中 
  34.     open_list.push_back(Start); 
  35. } 
  36.  
  37. AStart::~AStart() 
  38. { 
  39.     if (map != NULL) 
  40.     { 
  41.         delete[] map; 
  42.     } 
  43.     if (rect != NULL) 
  44.     { 
  45.         delete[] rect; 
  46.     } 
  47. } 
  48.  
  49. int AStart::get_g_value(int pos) 
  50. { 
  51.     //只允許玩家往上下左右四個方向行走，所以這裡的g值只需要在父節點的g值上加10 
  52.     return (rect[pos].pre->g_value + 10); 
  53. } 
  54.  
  55. int AStart::get_h_value(int pos) 
  56. { 
  57.     //返回該點到終點的Manhattan距離，乘以10是為了方便計算機計算 
  58.     return (10 * (abs(End / Width - pos / Width) + abs(End % Width - pos % Width))); 
  59. } 
  60.  
  61. void AStart::getResultPath() 
  62. { 
  63.     Rect *temp = &rect[End]; 
  64.     while (temp != NULL) 
  65.     { 
  66.         result.push_back(*temp); 
  67.         temp = temp->pre; 
  68.     } 
  69.     return; 
  70. } 
  71.  
  72. bool AStart::isReachable(int pos) 
  73. { 
  74.     if ((pos / Width < Height) && (pos / Width >= 0) && 
  75.         (pos % Width < Width)  && (pos % Width >= 0)) 
  76.     { 
  77.         return true; 
  78.     } 
  79.     else 
  80.     { 
  81.         return false; 
  82.     } 
  83. } 
  84.  
  85. //如果pos不可達或者它在close_list中則跳過它，否則，進行如下操作 
  86. //如果pos不在open_list中則加入open_list，並把當前方格設定為它的父親 
  87. //如果pos在open_list中則檢查g的大小，如果更小則把它的父親設定為當前方格 
  88. bool AStart::testRoad(int pos, int cur) 
  89. { 
  90.     if (isReachable(pos)) 
  91.     { 
  92.         if (pos == End) 
  93.         { 
  94.             rect[pos].pre = &rect[cur]; 
  95.             return true; 
  96.         } 
  97.         if (map[pos] != 1) //1代表障礙物，0則可通行 
  98.         { 
  99.             if (close_list.end() == find(close_list.begin(), close_list.end(), pos)) 
  100.             { 
  101.                 std::list<int>::iterator iter = find(open_list.begin(), open_list.end(), pos); 
  102.                 if (iter == open_list.end()) 
  103.                 { 
  104.                     open_list.push_back(pos); 
  105.                     rect[pos].pre = &rect[cur]; 
  106.                     rect[pos].h_value = get_h_value(pos); 
  107.                     rect[pos].g_value = get_g_value(pos); 
  108.                 } 
  109.                 else 
  110.                 { 
  111.                     if ((rect[cur].g_value + 10) < rect[pos].g_value) 
  112.                     { 
  113.                         rect[pos].pre = &rect[cur]; 
  114.                         rect[pos].g_value = get_g_value(pos); 
  115.                     } 
  116.                 } 
  117.             } 
  118.         } 
  119.     } 
  120.     return false; 
  121. } 
  122.  
  123. bool AStart::Find() 
  124. { 
  125.     //遍歷open_list，查詢F值最小的節點作為當前要處理的節點 
  126.     //如果open_list為空，則表明沒有解決方案 
  127.     if (open_list.empty()) 
  128.     { 
  129.         return false; 
  130.     } 
  131.  
  132.     int f_value = 0; 
  133.     int min_f_value = -1; 
  134.     std::list<int>::iterator iter, save; 
  135.     for (iter = open_list.begin(); iter != open_list.end(); iter++) 
  136.     { 
  137.         f_value = rect[*iter].g_value + rect[*iter].h_value; 
  138.         //這裡的min==f也會重新給它賦值，導致open_list中靠後的元素具有更高的優先順序 
  139.         //不過無關緊要 
  140.         if ((min_f_value == -1) || (min_f_value >= f_value)) 
  141.         { 
  142.             min_f_value = f_value; 
  143.             save = iter; 
  144.         } 
  145.     } 
  146.  
  147.     //把這個F值最小的節點移到close_list中 
  148.     int cur = *save; 
  149.     close_list.push_back(cur); 
  150.     open_list.erase(save); 
  151.  
  152.  
  153.     //對當前方格的上下左右相鄰方格進行測試 
  154.     //如果終點進入了open_list則結束 
  155.     int up    = cur - Width; 
  156.     int down  = cur + Width; 
  157.     int left  = cur - 1; 
  158.     int right = cur + 1; 
  159.     if (true == testRoad(up, cur)) 
  160.     { 
  161.         return true; 
  162.     } 
  163.     if (true == testRoad(down, cur)) 
  164.     { 
  165.         return true; 
  166.     } 
  167.     if (true == testRoad(left, cur)) 
  168.     { 
  169.         return true; 
  170.     } 
  171.     if (true == testRoad(right, cur)) 
  172.     { 
  173.         return true; 
  174.     } 
  175.      
  176.     return Find(); 
  177. } 

當然，在附件裡有測試例子。自己跑著玩吧，少年。。。

 

最後忘了提一句了，就在我以為A*很牛的時候，我看到另一個人的文章。。。http://qinysong.iteye.com/blog/678941

這傢伙擺明了是噁心我的。。。我剛寫完A*他就來個B*，不過我覺得他寫的很有道理，如果你看到了我這篇文章的末尾，你就會發現這個B*，哈哈。。算不算一個彩蛋呢？好吧。我又2了。。。等下次我寫這幾個演算法的對比的時候我一定要仔細研究下這個B*，爭取也把它拿來實現下。。。。