游戏人工智能——A*算法

简介: 实验三:A*算法一、实验目的掌握游戏中寻路算法尤其是目前产用的A*算法原理二、实验仪器Microsoft Visual Studio2019三、实验原理及过程//描述A*的算法原理//描述程序实现时的思路包括对每个调用的API进行详细说明A*(A-Star)算法是一种静态路网中求解最短路径最有效的直接搜索方法,也是许多其他问题的常用启发式算法。注意——是最有效的直接搜索算法,之后涌现了很多预处理算法(如ALT,CH,HL等等),在线查询效率是A*算法的数千甚至

 实验三:A*算法

一、实验目的

掌握游戏中寻路算法尤其是目前产用的A*算法原理

二、实验仪器

Microsoft Visual Studio2019

三、实验原理及过程

//描述A*的算法原理

//描述程序实现时的思路包括对每个调用的API进行详细说明

A*(A-Star)算法是一种静态路网中求解最短路径最有效的直接搜索方法,也是许多其他问题的常用启发式算法。注意——是最有效的直接搜索算法,之后涌现了很多预处理算法(如ALT,CH,HL等等),在线查询效率是A*算法的数千甚至上万倍。

公式表示为: f*(n)=g*(n)+h*(n),

其中, f*(n) 是从初始状态经由状态n到目标状态的最小代价估计,

g*(n) 是在状态空间中从初始状态到状态n的最小代价,

h*(n) 是从状态n到目标状态的路径的最小估计代价。

(对于路径搜索问题,状态就是图中的节点,代价就是距离)

真实h(n)的选取:

保证找到最短路径(最优解的)条件,关键在于估价函数f(n)的选取(或者说h(n)的选取)。

以h(n)表达状态n到目标状态估计的距离,那么h(n)的选取大致有如下三种情况:

      1.如果h(n)< h*(n),这种情况下,搜索的点数多,搜索范围大,效率低。但能得到最优解。

      2.如果h(n)=h*(n),此时的搜索效率是最高的。

      3.如果 h(n)>h*(n),搜索的点数少,搜索范围小,效率高,但不能保证得到最优解。

例:

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步骤1.从起点A开始,把A作为一个等待检查的方格,放入到“开启列表”中,开启列表就是一个存放等待检车方格的列表

步骤2.寻找起点A周围可以到达的方格(最多八个),将它们放入到“开启列表”,并设置它们的父方格为A

步骤3.从“开启列表”中删除点A,并将A放入到“关闭列表”中,“关闭列表”存放的是不再需要检查的方格

步骤4.计算每个方格的F值

 F=G+H:

 G 表示从起点A移动到指定方格的移动消耗,我们假设横向移动一个格子消耗10,斜向移动一个格子消耗14(具体值可以根据情况修改)

 H 表示从指定的方格移动到目标B点的预计消耗,我们假设H的计算方法,忽略障碍物,只可以纵横向计算

步骤5.从“开启列表”中选择F值最低的方格C,将其从“开启列表”中删除,放入到“关闭列表”中

步骤6.检查C所有临近并且可达的方格(障碍物和“关闭列表”中的方格不考虑),如果这些方格还不在“开启列表”中的话,将它们加入到开启列表,并且计算这些方格的F值,并设置父方格为C。

步骤7.如果某相邻的方格D已经在“开启列表”,计算新的路径从A到达方格D(即经过C的路径),G值是否更低一点,如果新的G值更低,则修改父方格为方格C,重新计算F值,H值不需要改变,因为方格到达目标点的预计消耗是固定的。但如果新的G值比较高,则说明新的路径消耗更高,则值不做改变。

步骤8.继续从“开启列表”中找出F值最小的,从“开启列表”中删除,添加到“关闭列表”,再继续找出周围可以到达的方块,如此循环

步骤9.当“开启列表”中出现目标方块B时,说明路径已经找到。除了起始方块A,每一个曾经或者现在还在“开启列表”中的方块,都存在一个“父方格”,可以从目标点B通过父方格索引到起始方块,这就是路径。

四、实验结果

这里通过简单的java代码来实现A*算法

image.gif编辑

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五、实验心得(需包括有何不足如何改进)

//你认为目前的A*算法有什么不足之处,如何改进

A*算法通过比较当前路径栅格的8个邻居的启发式函数值F来逐步确定下一个路径栅格,当存在多个最小值时A*算法不能保证搜索的路径最优。

有些资料介绍将稀疏A-Star算法扩展到三维空间,提出了一种动态的稀疏A-Star算法。

A*算法的搜索效率很大程度上取决于估价函数h(n)。一般来说,在满足h(n) <=h* (n)的前提下,

h(n)的值越大越好。h(n) 的值越大,说明它携带的启发性信息越多,A*算法搜索时扩展的节点就越

少,搜索效率也越高。这-特性称为信息性。

通过本次实验,学习到了A*算法原理,以及能更好的明白游戏中的寻路算法,收获颇多,对今后的学习有了进一步的帮助。

六、主要代码

//本次实验主要main代码

#pragma warning (disable:4786)

#include <windows.h>

#include <time.h>

//need to include this for the toolbar stuff

#include <commctrl.h>

#pragma comment(lib, "comctl32.lib")

#include "constants.h"

#include "misc/utils.h"

#include "Time/PrecisionTimer.h"

#include "Pathfinder.h"

#include "resource.h"

#include "misc/Cgdi.h"

#include "misc/WindowUtils.h"

//need to define a custom message so that the backbuffer can be resized to

//accomodate the toolbar

#define UM_TOOLBAR_HAS_BEEN_CREATED (WM_USER + 33)

//--------------------------------- Globals ------------------------------

//

//------------------------------------------------------------------------

const char* g_szApplicationName = "PathFinder";

const char*     g_szWindowClassName = "MyWindowClass";

Pathfinder* g_Pathfinder;

//global toolbar handle

HWND g_hwndToolbar;

//------------------------- RedrawDisplay ---------------------------------

//

//  Call this to refresh the client window

//------------------------------------------------------------------------

void RedrawDisplay(HWND hwnd)

{

 InvalidateRect(hwnd, NULL, TRUE);

 UpdateWindow(hwnd);

}

//----------------------- ResizeToCorrectClientArea ---------------------------

//

//  resizes the client are taking into account any toolbars and any menus

//-----------------------------------------------------------------------------

void ResizeToCorrectClientArea(HWND hwnd, int AccumulativeToolbarHeight, RECT ClientArea)

{

 AdjustWindowRectEx(&ClientArea,

                    WS_OVERLAPPED | WS_VISIBLE | WS_CAPTION | WS_SYSMENU,

                    true,

                    NULL);

 SetWindowPos(hwnd,

              NULL,

              0,

              0,

              ClientArea.right,

              ClientArea.bottom + AccumulativeToolbarHeight,

              SWP_NOMOVE|SWP_NOZORDER);

}

//---------------------------- WindowProc ---------------------------------

//    

//     This is the callback function which handles all the windows messages

//-------------------------------------------------------------------------

LRESULT CALLBACK WindowProc (HWND   hwnd,

                            UINT   msg,

                            WPARAM wParam,

                            LPARAM lParam)

{

  //these hold the dimensions of the client window area

       static int cxClient, cyClient;

       //used to create the back buffer

  static HDC       hdcBackBuffer;

  static HBITMAP     hBitmap = NULL;

  static HBITMAP     hOldBitmap = NULL;

  static int ToolBarHeight;

  //to grab filenames

  static TCHAR   szFileName[MAX_PATH],

                 szTitleName[MAX_PATH];

  static RECT rectClientWindow;

  static int CurrentSearchButton = 0;

   switch (msg)

   {

     

             //A WM_CREATE msg is sent when your application window is first

             //created

   case WM_CREATE:

     {

        //seed random number generator

        srand((unsigned) time(NULL));  

       

        //---------------create a surface to render to(backbuffer)

        //create a memory device context

        hdcBackBuffer = CreateCompatibleDC(NULL);

        //get the DC for the front buffer

        HDC hdc = GetDC(hwnd);

        hBitmap = CreateCompatibleBitmap(hdc,

                                         cxClient,

                                         cyClient);

                     

        //select the bitmap into the memory device context

                       hOldBitmap = (HBITMAP)SelectObject(hdcBackBuffer, hBitmap);

        //don't forget to release the DC

        ReleaseDC(hwnd, hdc);

       

        //create the controller

        g_Pathfinder = new Pathfinder();

        CheckMenuItemAppropriately(hwnd, IDM_VIEW_TILES, g_Pathfinder->isShowTilesOn());

        CheckMenuItemAppropriately(hwnd, IDM_VIEW_GRAPH, g_Pathfinder->isShowGraphOn());

     }

     break;

     case UM_TOOLBAR_HAS_BEEN_CREATED:

     {

     

         //get the height of the toolbar

        RECT rectToolbar;

        GetWindowRect(g_hwndToolbar, &rectToolbar);

        ToolBarHeight =  abs(rectToolbar.bottom - rectToolbar.top);

        rectClientWindow.left = 0;

        rectClientWindow.right = ClientWidth;

        rectClientWindow.top = 0;

        rectClientWindow.bottom = ClientHeight + InfoWindowHeight;

       ResizeToCorrectClientArea(hwnd, ToolBarHeight, rectClientWindow);

       

       //let the toolbar know about the resize

       SendMessage(g_hwndToolbar, WM_SIZE, wParam, lParam);

       //this defines the area to be redrawn (to prevent the toolbar flickering)

       GetClientRect(hwnd, &rectClientWindow);

       rectClientWindow.bottom = ClientHeight - ToolBarHeight - 1;

        //create a memory device context

        hdcBackBuffer = CreateCompatibleDC(NULL);

        //get the DC for the front buffer

        HDC hdc = GetDC(hwnd);

        hBitmap = CreateCompatibleBitmap(hdc,

                                         rectClientWindow.right,

                                         rectClientWindow.bottom);

                     

        //select the bitmap into the memory device context

                       hOldBitmap = (HBITMAP)SelectObject(hdcBackBuffer, hBitmap);

        //don't forget to release the DC

        ReleaseDC(hwnd, hdc);    

     }

     break;

   case WM_KEYUP:

     {

       switch(wParam)

       {

        case VK_ESCAPE:

                   

           SendMessage(hwnd, WM_DESTROY, NULL, NULL); break;

         case 'G':

                   

           g_Pathfinder->ToggleShowGraph(); break;

         case 'T':

                   

           g_Pathfinder->ToggleShowTiles(); break;

       }//end switch

       RedrawWindowRect(hwnd, false, rectClientWindow);

     }

     break;

   

   case WM_LBUTTONDOWN:

   {

     g_Pathfinder->PaintTerrain(MAKEPOINTS(lParam));

     RedrawWindowRect(hwnd, false, rectClientWindow);

   

   }

 

   break;

   case WM_MOUSEMOVE:

   {

     switch(wParam)

     {

     case MK_LBUTTON:

       {

         g_Pathfinder->PaintTerrain(MAKEPOINTS(lParam));

         RedrawWindowRect(hwnd, false, rectClientWindow);

       }

       break;

     }

   }

   case WM_COMMAND:

   {

     switch(wParam)

     {

     case ID_BUTTON_STOP:

       g_Pathfinder->ChangeBrush(Pathfinder::target);

       break;

     case ID_BUTTON_START:

       g_Pathfinder->ChangeBrush(Pathfinder::source);

       break;

     case ID_BUTTON_OBSTACLE:

       g_Pathfinder->ChangeBrush(Pathfinder::obstacle);

       break;

     case ID_BUTTON_WATER:

       g_Pathfinder->ChangeBrush(Pathfinder::water);

       break;

     case ID_BUTTON_MUD:

       g_Pathfinder->ChangeBrush(Pathfinder::mud);

       break;

     case ID_BUTTON_NORMAL:

       g_Pathfinder->ChangeBrush(Pathfinder::normal);

       break;

     case ID_BUTTON_DFS:

       g_Pathfinder->CreatePathDFS(); CurrentSearchButton = ID_BUTTON_DFS; break;

       break;

     case ID_BUTTON_BFS:

       g_Pathfinder->CreatePathBFS(); CurrentSearchButton = ID_BUTTON_BFS; break;

       break;

     case ID_BUTTON_DIJKSTRA:

       g_Pathfinder->CreatePathDijkstra(); CurrentSearchButton = ID_BUTTON_DIJKSTRA; break;

       break;

     case ID_BUTTON_ASTAR:

       g_Pathfinder->CreatePathAStar(); CurrentSearchButton = ID_BUTTON_ASTAR; break;

       break;

     case ID_MENU_LOAD:

       

         FileOpenDlg(hwnd, szFileName, szTitleName, "pathfinder files (*.map)", "map");

         if (strlen(szTitleName) > 0)

         {

           g_Pathfinder->Load(szTitleName);

         }

         //uncheck the current search toolbar button

         SendMessage(g_hwndToolbar,

                    TB_CHECKBUTTON,

                    (WPARAM) CurrentSearchButton,

                    (LPARAM) false);

         break;

     case ID_MENU_SAVEAS:

       FileSaveDlg(hwnd, szFileName, szTitleName, "pathfinder files (*.map)", "map");

       if (strlen(szTitleName) > 0)

       {

         g_Pathfinder->Save(szTitleName);

       }

     

       break;

     case ID_MENU_NEW:

     

        //create the graph

        g_Pathfinder->CreateGraph(NumCellsX, NumCellsY);

         //uncheck the current search toolbar button

         SendMessage(g_hwndToolbar,

                    TB_CHECKBUTTON,

                    (WPARAM) CurrentSearchButton,

                    (LPARAM) false);

        break;

      case IDM_VIEW_GRAPH:

         if (GetMenuState(GetMenu(hwnd), IDM_VIEW_GRAPH, MFS_CHECKED) && MF_CHECKED)

         {

           ChangeMenuState(hwnd, IDM_VIEW_GRAPH, MFS_UNCHECKED);

           g_Pathfinder->SwitchGraphOff();

         }

         else

         {

           ChangeMenuState(hwnd, IDM_VIEW_GRAPH, MFS_CHECKED);

           g_Pathfinder->SwitchGraphOn();

         }

         break;

       case IDM_VIEW_TILES:

         if (GetMenuState(GetMenu(hwnd), IDM_VIEW_TILES, MFS_CHECKED) && MF_CHECKED)

         {

           ChangeMenuState(hwnd, IDM_VIEW_TILES, MFS_UNCHECKED);

           g_Pathfinder->SwitchTilesOff();

         }

         else

         {

           ChangeMenuState(hwnd, IDM_VIEW_TILES, MFS_CHECKED);

           g_Pathfinder->SwitchTilesOn();

         }

         break;

     }//end switch

     RedrawWindowRect(hwnd, false, rectClientWindow);

   }

 

   case WM_PAINT:

     {

                 

        PAINTSTRUCT ps;

       

        BeginPaint (hwnd, &ps);

       //fill the backbuffer with white

        BitBlt(hdcBackBuffer,

               0,

               0,

               cxClient,

               cyClient,

               NULL,

               NULL,

               NULL,

               WHITENESS);

       

       gdi->StartDrawing(hdcBackBuffer);

       g_Pathfinder->Render();

       gdi->StopDrawing(hdcBackBuffer);

        //now blit backbuffer to front

                       BitBlt(ps.hdc, 0, 0, cxClient, cyClient, hdcBackBuffer, 0, 0, SRCCOPY);

       

        EndPaint (hwnd, &ps);

     }

     break;

             case WM_SIZE:

               {

                      cxClient = LOWORD(lParam);

                      cyClient = HIWORD(lParam);

       //now to resize the backbuffer accordingly. First select

       //the old bitmap back into the DC

                      SelectObject(hdcBackBuffer, hOldBitmap);

       //don't forget to do this or you will get resource leaks

       DeleteObject(hBitmap);

                      //get the DC for the application

       HDC hdc = GetDC(hwnd);

                      //create another bitmap of the same size and mode

       //as the application

      hBitmap = CreateCompatibleBitmap(hdc,

                                       rectClientWindow.right,

                                       rectClientWindow.bottom);

                      ReleaseDC(hwnd, hdc);

                     

                      //select the new bitmap into the DC

       SelectObject(hdcBackBuffer, hBitmap);

     }

     break;

       

              case WM_DESTROY:

                     {

        //clean up our backbuffer objects

        SelectObject(hdcBackBuffer, hOldBitmap);

        DeleteDC(hdcBackBuffer);

        DeleteObject(hBitmap);

        DeleteObject(hOldBitmap);

       

        // kill the application, this sends a WM_QUIT message

                            PostQuitMessage (0);

                     }

      break;

    }//end switch

    //this is where all the messages not specifically handled by our

              //winproc are sent to be processed

              return DefWindowProc (hwnd, msg, wParam, lParam);

}

//----------------------------- CreateToolBar ----------------------------

//------------------------------------------------------------------------

HWND CreateToolBar(HWND hwndParent, HINSTANCE hinstMain)

{

 const int NumButtons = 11;

 //load in the common ctrls from the dll

 INITCOMMONCONTROLSEX cc;

 cc.dwSize = sizeof(INITCOMMONCONTROLSEX);

 cc.dwICC = ICC_BAR_CLASSES;

 if (!InitCommonControlsEx(&cc))

 {

   MessageBox(NULL, "Failed to load common ctrls!", "Error!", MB_OK);

   return 0;

 }

 

 //create the toolbar

 HWND hwndToolBar = CreateWindowEx(NULL,              

                            TOOLBARCLASSNAME,  

                            (LPSTR) NULL,          

                            WS_CHILD | WS_VISIBLE | CCS_BOTTOM,

                            0,

                            0,                  

                            0,          

                            0,        

                            hwndParent,                

                            (HMENU) IDR_TOOLBAR1,                

                            hinstMain,          

                            NULL);              

 //make sure the window creation has gone OK

 if(!hwndToolBar)

 {

   MessageBox(NULL, "CreateWindowEx Failed!", "Error!", 0);

 }

 //let the toolbar know the size of the buttons to be added

 SendMessage(hwndToolBar, TB_BUTTONSTRUCTSIZE, (WPARAM)sizeof(TBBUTTON), 0);

 //add bitmaps to the buttons

 TBADDBITMAP tb;

 tb.hInst = NULL;

 tb.nID = (UINT_PTR)LoadBitmap((HINSTANCE)GetWindowLong(hwndParent, GWL_HINSTANCE),MAKEINTRESOURCE(IDR_TOOLBAR1));

 int idx = SendMessage (hwndToolBar, TB_ADDBITMAP, NumButtons, (LPARAM)&tb);

 //create the buttons

 TBBUTTON button[NumButtons];

 button[0].iBitmap   = 0;

 button[0].idCommand = ID_BUTTON_STOP;

 button[0].fsState   = TBSTATE_ENABLED;

 button[0].fsStyle   = TBSTYLE_CHECKGROUP;

 button[0].dwData    = NULL;

 button[0].iString   = NULL;

 button[1].iBitmap   = 1;

 button[1].idCommand = ID_BUTTON_START;

 button[1].fsState   = TBSTATE_ENABLED;

 button[1].fsStyle   = TBSTYLE_CHECKGROUP;

 button[1].dwData    = NULL;

 button[1].iString   = NULL;

 button[2].iBitmap   = 2;

 button[2].idCommand = ID_BUTTON_OBSTACLE;

 button[2].fsState   = TBSTATE_ENABLED;

 button[2].fsStyle   = TBSTYLE_CHECKGROUP;

 button[2].dwData    = NULL;

 button[2].iString   = NULL;

 button[3].iBitmap   = 3;

 button[3].idCommand = ID_BUTTON_MUD;

 button[3].fsState   = TBSTATE_ENABLED;

 button[3].fsStyle   = TBSTYLE_CHECKGROUP;

 button[3].dwData    = NULL;

 button[3].iString   = NULL;

 button[4].iBitmap   = 4;

 button[4].idCommand = ID_BUTTON_WATER;

 button[4].fsState   = TBSTATE_ENABLED;

 button[4].fsStyle   = TBSTYLE_CHECKGROUP;

 button[4].dwData    = NULL;

 button[4].iString   = NULL;

 button[5].iBitmap   = 5;

 button[5].idCommand = ID_BUTTON_NORMAL;

 button[5].fsState   = TBSTATE_ENABLED;

 button[5].fsStyle   = TBSTYLE_CHECKGROUP;

 button[5].dwData    = NULL;

 button[5].iString   = NULL;

 //this creates a separater

 button[6].iBitmap   = 265;

 button[6].idCommand = 0;

 button[6].fsState   = NULL;

 button[6].fsStyle   = TBSTYLE_SEP;

 button[6].dwData    = NULL;

 button[6].iString   = NULL;

 button[7].iBitmap   = 6;

 button[7].idCommand = ID_BUTTON_DFS;

 button[7].fsState   = TBSTATE_ENABLED;

 button[7].fsStyle   = TBSTYLE_CHECKGROUP;

 button[7].dwData    = NULL;

 button[7].iString   = NULL;

 button[8].iBitmap   = 7;

 button[8].idCommand = ID_BUTTON_BFS;

 button[8].fsState   = TBSTATE_ENABLED;

 button[8].fsStyle   = TBSTYLE_CHECKGROUP;

 button[8].dwData    = NULL;

 button[8].iString   = NULL;

 button[9].iBitmap   = 8;

 button[9].idCommand = ID_BUTTON_DIJKSTRA;

 button[9].fsState   = TBSTATE_ENABLED;

 button[9].fsStyle   = TBSTYLE_CHECKGROUP;

 button[9].dwData    = NULL;

 button[9].iString   = NULL;

 button[10].iBitmap   = 9;

 button[10].idCommand = ID_BUTTON_ASTAR;

 button[10].fsState   = TBSTATE_ENABLED;

 button[10].fsStyle   = TBSTYLE_CHECKGROUP;

 button[10].dwData    = NULL;

 button[10].iString   = NULL;

 //add the buttons to the toolbar

 SendMessage(hwndToolBar, TB_ADDBUTTONS, (WPARAM)NumButtons, (LPARAM)(LPTBBUTTON)&button);

 return hwndToolBar;

}

//-------------------------------- WinMain -------------------------------

//

//     The entry point of the windows program

//------------------------------------------------------------------------

int WINAPI WinMain (HINSTANCE hInstance,

                   HINSTANCE hPrevInstance,

                   LPSTR     szCmdLine,

                   int       iCmdShow)

{

    //handle to our window

              HWND                                    hWnd;

 

              //our window class structure

              WNDCLASSEX     winclass;

             

    // first fill in the window class stucture

         winclass.cbSize        = sizeof(WNDCLASSEX);

         winclass.style         = CS_HREDRAW | CS_VREDRAW;

    winclass.lpfnWndProc   = WindowProc;

    winclass.cbClsExtra    = 0;

    winclass.cbWndExtra    = 0;

    winclass.hInstance     = hInstance;

    winclass.hIcon         = LoadIcon(hInstance, MAKEINTRESOURCE(IDI_ICON1));

    winclass.hCursor       = LoadCursor(NULL, IDC_ARROW);

    winclass.hbrBackground = NULL;

    winclass.lpszMenuName  = MAKEINTRESOURCE(IDR_MENU1);

    winclass.lpszClassName = g_szWindowClassName;

         winclass.hIconSm       = LoadIcon(hInstance, MAKEINTRESOURCE(IDI_ICON1));

              //register the window class

             if (!RegisterClassEx(&winclass))

             {

                    MessageBox(NULL, "Registration Failed!", "Error", 0);

                    //exit the application

                    return 0;

             }

              //create the window  

    hWnd = CreateWindowEx (NULL,                 // extended style

                           g_szWindowClassName,  // window class name

                           g_szApplicationName,  // window caption

                           WS_OVERLAPPED | WS_VISIBLE | WS_CAPTION | WS_SYSMENU,  // window style

                           GetSystemMetrics(SM_CXSCREEN)/2 - WindowWidth/2,

                           GetSystemMetrics(SM_CYSCREEN)/2 - WindowHeight/2,                  

                           WindowWidth,           // initial x size

                           WindowHeight,          // initial y size

                           NULL,                 // parent window handle

                           NULL,                 // window menu handle

                           hInstance,            // program instance handle

                           NULL);                // creation parameters

 //make sure the window creation has gone OK

 if(!hWnd)

 {

   MessageBox(NULL, "CreateWindowEx Failed!", "Error!", 0);

 }

 //create the toolbar

 g_hwndToolbar = CreateToolBar(hWnd, hInstance);

 SendMessage(hWnd, UM_TOOLBAR_HAS_BEEN_CREATED, NULL, NULL);

 //create the graph

 g_Pathfinder->CreateGraph(NumCellsX, NumCellsY);

   

 //enter the message loop

 //this will hold any windows messages

 MSG msg;

   

     //entry point of our message handler

      while (GetMessage (&msg, NULL, 0, 0))

 {

    TranslateMessage (&msg);

    DispatchMessage (&msg);

 }

 delete g_Pathfinder;

 UnregisterClass( g_szWindowClassName, winclass.hInstance );

 return msg.wParam;

}

//这里是关于A*算法的简单的java代码

import java.util.ArrayList;

import java.util.List;

//A*寻路算法简单实现————>四方向(上下左右)

publicclass Maze_A_ManHaDun {

 

   //简单的迷宫模拟——利用二维数组,其中 1 表示障碍,不可通过。

   publicstaticfinalint[][] MAZE= {

   {0, 1, 0, 0, 0, 0, 0},//7

   {0, 0, 1, 0, 0, 0, 0},

   {1, 0, 0, 1, 0, 0, 0},

   {0, 1, 0, 1, 1, 1, 1},

   {0, 0, 0, 0, 0, 0, 0},

   {0, 0, 0, 0, 0, 0, 0},

   {0, 0, 0, 1, 1, 1, 0},

   //7

   };

 

   //定义 方格节点——grid

   staticclass Grid{

       publicint x;//结点

       publicint y;

       publicint f;//fn

       publicint g;//gn

       publicint h;//hn

       public Grid parent;

     

     

       public Grid(int x,int y) {

           this.x=x;

           this.y=y;

       }

     

       //实例化一个方格节点

       publicvoid initGrid(Grid parent, Grid end) {

           //parent赋值

           this.parent=parent;

         

           //计算g的大小

           if(parent!=null) {

               this.g=parent.g+1;

               //this.g=0;

           }

           else

           {

               this.g=1;

           }

         

           //计算h的大小

           this.h=Math.abs(this.x-end.x)+Math.abs(this.y-end.y);

           //this.h=Math.abs(this.x-end.x)*Math.abs(this.y-end.y);    

           //计算f的大小

           this.f=this.g+this.h;

       }

   }

 

   //寻路算法核心实现过程

   publicstatic Grid aStarSearch(Grid start, Grid end) {

     

       //准备两个链表,分别存储 将要选择的节点  和  已经走过的节点

       ArrayList<Grid> openlist=new ArrayList<Grid>();

       ArrayList<Grid> closelist=new ArrayList<Grid>();

     

       //将起点加入链表,准备开始寻路。

       openlist.add(start);

     

       //只要链表不为空,就重复这个寻路的过程

       while(openlist.size()>0) {

         

           //找到 openlist中 F值最小的那个 方格(节点)

           Grid currentgrid=findMinGrid(openlist);

         

           //从 openlist中删除找到的那个  F值 最小的那个节点

           openlist.remove(currentgrid);

         

           //将这个  F值 最小的节点,加入到  closelist

           closelist.add(currentgrid);

         

           //寻找  当前找到的这个 F值最小的节点的  邻居节点 ——上下左右,四个方向上的节点,要判断它们是否为合法可用的节点。

           List<Grid> neighbors=findNeighbors(currentgrid, openlist, closelist);

         

           //对合法可用的邻居节点进行初始化,并加入到  openlist

           for(Grid grid : neighbors) {

               if(!openlist.contains(grid)) {

                  grid.initGrid(currentgrid,end);

                  openlist.add(grid);

               }

           }

         

           //邻居节点加入  openlist 后,判断openlist中,是否包含  终点节点,如果包含终点,直接返回并退出。

           for(Grid grid : openlist) {

               if((grid.x==end.x) && (grid.y==end.y)) {

                  return grid;

               }

           }

       }

     

       returnnull;

   }

 

 

   //寻找邻居节点的方法,返回值为  链表  ——创建一个合理的邻居链表

   privatestatic ArrayList<Grid> findNeighbors(Grid grid, List<Grid> openlist, List<Grid> closelist) {

       // TODO Auto-generated method stub

     

       ArrayList<Grid> gridlist=new ArrayList<Grid>();

     

       //判断上下左右邻居节点的合理性,没问题就加入到邻居链表中。

       if(isValidGrid(grid.x, grid.y-1, openlist, closelist)) {//下

           gridlist.add(new Grid(grid.x, grid.y-1));

       }

     

       if(isValidGrid(grid.x, grid.y+1, openlist, closelist)) {//上

           gridlist.add(new Grid(grid.x, grid.y+1));

       }

     

       if(isValidGrid(grid.x-1, grid.y, openlist, closelist)) {//左

           gridlist.add(new Grid(grid.x-1, grid.y));

       }

     

       if(isValidGrid(grid.x+1, grid.y, openlist, closelist)) {//右

           gridlist.add(new Grid(grid.x+1, grid.y));

       }

     

     

       return gridlist;

   }

   //判断当前位置的节点是否合理

   privatestaticboolean isValidGrid(int x, int y, List<Grid> openlist, List<Grid> closelist) {

       // TODO Auto-generated method stub

     

       //当前节点是否越界,不再MAZE数组范围内了,注意二位数组的长度计算方法及含意

       //MAZE。length表示行的长度

       //MAZE[0]。length表示列的长度

       if(x<0 || x>=MAZE.length || y<0 || y>=MAZE[0].length) {

           returnfalse;

       }

     

       //当前节点是否为障碍节点

       if(MAZE[x][y]==1) {

           returnfalse;

       }

     

     

       //判断当前节点是否在 openlist

       if(containgrid(openlist, x, y)) {

           returnfalse;

       }

     

       //判断当前节点是否在 closelist

       if(containgrid(closelist, x, y)) {

           returnfalse;

       }

     

       returntrue;

   }

   //判断当前链表中是否包含当前的节点

   privatestaticboolean containgrid(List<Grid> grids, int x, int y) {

       // TODO Auto-generated method stub

     

       for(Grid grid : grids) {

           if((grid.x==x) && (grid.y==y)) {

               returntrue;

           }

       }

     

       returnfalse;

   }

   //寻找当前链表中的节点F值 最小的那个节点,并返回这个节点。

   privatestatic Grid findMinGrid(ArrayList<Grid> openlist) {

       // TODO Auto-generated method stub

     

       Grid tempgrid=openlist.get(0);

       for(Grid grid : openlist) {

           if(grid.f<tempgrid.f) {

               tempgrid=grid;

           }

       }

     

       return tempgrid;

   }

   publicstaticvoid main(String[] args) {

       // TODO Auto-generated method stub

       int b1=0,b2=0;//起始坐标

       int c1=0,c2=6;

       Grid startgrid=new Grid(b2,b1);

       System.out.println("起点坐标为:"+"("+b1+","+b2+")");

     

       Grid endgrid=new Grid(c2,c1);

       System.out.println("终点坐标为:"+"("+c1+","+c2+")");

       Grid resultgrid=aStarSearch(startgrid,endgrid);

     

       //创建回溯链表

       ArrayList<Grid> path=new ArrayList<Grid>();

       while(resultgrid!=null) {

           path.add(new Grid(resultgrid.x, resultgrid.y));

           resultgrid=resultgrid.parent;

       }

     

       //打印输出当前寻路路径

       int count=0;

       for(int i=0; i<MAZE.length; i++) {

           for(int j=0; j<MAZE[0].length; j++) {

               if(containgrid(path, i, j)) {

                  System.out.print("走, ");

                  count++;

               }

               else

               {

                  System.out.print(MAZE[i][j]+ ", ");

               }

           }

           System.out.println();

         

       }

       System.out.println("最短路径长度为:"+count);

   }

}

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