前言
要先了解A*算法，得首先了解BFS——广度优先遍历
关于BFS
广度优先搜索（BFS）基本概念
算法基础：BFS和DFS的直观解释
关于A*
了解BFS之后，我们发现BFS不是很智能，BFS需要去遍历当前节点所有旁边的点，它是没有目标性的，像洪水一样，移动方向是四面八方。
我们想要把它变得更智能一点，也就是有目的性的去找终点。
这里就有一个启发函数
F = G + H
假设现在是从起点A到终点B
- G = 从起点A，沿着产生的路径，移动到网格上指定方格的移动耗费。
- H = 从网格上那个方格移动到终点B的预估移动耗费。这经常被称为启发式的，可能会让你有点迷惑。这样叫的原因是因为它只是个猜测。我们没办法事先知道路径的长度，因为路上可能存在各种障碍(墙，水，等等)。虽然本文只提供了一种计算H的方法，但是你可以在网上找到很多其他的方法。（计算H的方法一般为：曼哈顿距离、欧几里得距离）
有了这个启发函数，那么就会让我们的寻路算法更加智能，因为它有了一个目标，往这个最终目标移动就行了。
具体可以看看这篇文章：A星(A*, A Star)算法详解.
这个是视频A*寻路算法详解 #A星 #启发式搜索
C++代码实现
#include <iostream>
#include <queue>
#include <map>
using namespace std;
typedef pair<int, int> pii;//(横坐标，纵坐标)
typedef pair<int, pii> piii;//(当前点的F值，pii)
int dx[4] = {
0, 1, 0, -1}, dy[4] = {
1, 0, -1, 0};//四个方向
const int N = 1e3 + 10;
int g[N][N];//地图
map<pii, int> g_costs;//当前点到起点的G值
map<pii, pii> parent;//记录当前节点的父节点，用于找到最终路径
//H值，我这里计算的是曼哈顿距离
int Get_H(int cur_x, int cur_y, int ed_x, int ed_y){
return abs(ed_y - cur_y) + abs(ed_x - cur_x);
}
string Get_Path(pii st_point, pii ed_point){
string path = "";
pii cur_point = ed_point;
while(cur_point != st_point){
path += "(" + to_string(cur_point.first) + "," + to_string(cur_point.second) + ") <- ";
cur_point = parent[cur_point];
}
path += "(" + to_string(cur_point.first) + "," + to_string(cur_point.second) + ")";
return path;
}
int A_Star(int st_x, int st_y, int ed_x, int ed_y, int n, int m){
priority_queue<piii, vector<piii>, greater<piii>> heap;
heap.push({
0, {
st_x, st_y}});
while(heap.size()){
piii now = heap.top();
heap.pop();
pii point = now.second;
if(point.first == ed_x && point.second == ed_y) return now.first;
for(int i = 0; i < 4; i++){
int nx = point.first + dx[i], ny = point.second + dy[i];
int new_cost = g_costs[point] + 1;
pii ne_point = {
nx, ny};
if(nx < 0 || nx >= n || ny < 0 || ny >= m || g[nx][ny] == 0) continue;
if(parent.count(ne_point) == 0 || new_cost < g_costs[ne_point]){
g_costs[ne_point] = new_cost;
int f = new_cost + Get_H(nx, ny, ed_x, ed_y);
heap.push({
f, ne_point});
parent[ne_point] = point;
}
}
}
return -1;
}
int main(){
int n, m;
int st_x, st_y, ed_x, ed_y;
cin >> n >> m;
for(int i = 0; i < n; i++){
for(int j = 0; j < m; j++){
cin >> g[i][j];
}
}
cin >> st_x >> st_y >> ed_x >> ed_y;
cout << "起点: (" << st_x << "," << st_y << ")\n";
cout << "终点: (" << ed_x << "," << ed_y << ")\n";
cout << "距离为" << A_Star(st_x, st_y, ed_x, ed_y, n, m) << "步" << '\n';
cout << "具体路径为\n";
cout << Get_Path({
st_x, st_y}, {
ed_x, ed_y});
return 0;
}
