C# A* 算法 和 Dijkstra 算法 结合使用

前一篇：路径搜索算法 A* 算法 和 Dijkstra 算法-优快云博客文章浏览阅读330次，点赞9次，收藏5次。Dijkstra算法使用优先队列来管理待处理的节点，通过不断选择最短距离的节点进行扩展，更新相邻节点的距离值。Dijkstra算法使用一个距离数组来记录起始节点到每个节点的最短距离，通过选择当前距离最小的节点进行扩展，更新与该节点相邻节点的距离值。算法通过估价函数值 f(n) = g(n) + h(n) 来评估节点的优先级，其中 g(n) 是实际移动代价，h(n) 是从当前节点到目标节点的估计代价。请注意，这只是一个简单的示例，实际的路径搜索算法根据具体的场景和需求可能需要更复杂的实现。https://blog.youkuaiyun.com/hefeng_aspnet/article/details/135356191

以下是一个示例的C#语言下的A*算法和Dijkstra算法的完整代码：

using System;
using System.Collections.Generic;

public class Node
{
    public int x;
    public int y;
    public bool isWalkable;
    public List<Node> neighbors;
    public Node parent;
    public int gCost; // 从起点到当前节点的实际移动代价
    public int hCost; // 从当前节点到目标节点的估算代价

    public Node(int x, int y, bool isWalkable)
    {
        this.x = x;
        this.y = y;
        this.isWalkable = isWalkable;
        neighbors = new List<Node>();
    }

    public int fCost { get { return gCost + hCost; } }
}

public class Pathfinding
{
    // A*算法寻找路径
    public static List<Node> AStar(Node startNode, Node endNode)
    {
        List<Node> openSet = new List<Node>();
        HashSet<Node> closedSet = new HashSet<Node>();
        openSet.Add(startNode);

        while (openSet.Count > 0)
        {
            Node currentNode = openSet[0];
            for (int i = 1; i < openSet.Count; i++)
            {
                if (openSet[i].fCost < currentNode.fCost || openSet[i].fCost == currentNode.fCost && openSet[i].hCost < currentNode.hCost)
                {
                    currentNode = openSet[i];
                }
            }

            openSet.Remove(currentNode);
            closedSet.Add(currentNode);

            if (currentNode == endNode)
            {
                return GeneratePath(startNode, endNode);
            }

            foreach (Node neighbor in currentNode.neighbors)
            {
                if (!neighbor.isWalkable || closedSet.Contains(neighbor))
                {
                    continue;
                }

                int newCostToNeighbor = currentNode.gCost + GetDistance(currentNode, neighbor);
                if (newCostToNeighbor < neighbor.gCost || !openSet.Contains(neighbor))
                {
                    neighbor.gCost = newCostToNeighbor;
                    neighbor.hCost = GetDistance(neighbor, endNode);
                    neighbor.parent = currentNode;

                    if (!openSet.Contains(neighbor))
                    {
                        openSet.Add(neighbor);
                    }
                }
            }
        }

        return null;
    }

    // Dijkstra算法寻找路径
    public static List<Node> Dijkstra(Node startNode, Node endNode)
    {
        Dictionary<Node, int> distance = new Dictionary<Node, int>();
        Dictionary<Node, Node> previous = new Dictionary<Node, Node>();
        List<Node> unvisited = new List<Node>();

        foreach (Node node in GetAllNodes())
        {
            distance[node] = int.MaxValue;
            previous[node] = null;
            unvisited.Add(node);
        }

        distance[startNode] = 0;

        while (unvisited.Count > 0)
        {
            Node current = null;

            foreach (Node node in unvisited)
            {
                if (current == null || distance[node] < distance[current])
                {
                    current = node;
                }
            }

            if (current == endNode)
            {
                return GeneratePath(startNode, endNode);
            }

            unvisited.Remove(current);

            foreach (Node neighbor in current.neighbors)
            {
                int altDistance = distance[current] + GetDistance(current, neighbor);

                if (altDistance < distance[neighbor])
                {
                    distance[neighbor] = altDistance;
                    previous[neighbor] = current;
                }
            }
        }

        return null;
    }

    // 计算两个节点之间的距离
    public static int GetDistance(Node nodeA, Node nodeB)
    {
        int distanceX = Math.Abs(nodeA.x - nodeB.x);
        int distanceY = Math.Abs(nodeA.y - nodeB.y);

        return distanceX + distanceY;
    }

    // 生成路径
    public static List<Node> GeneratePath(Node startNode, Node endNode)
    {
        List<Node> path = new List<Node>();
        Node currentNode = endNode;

        while (currentNode != startNode)
        {
            path.Add(currentNode);
            currentNode = currentNode.parent;
        }

        path.Reverse();
        return path;
    }

    // 获取所有节点
    public static List<Node> GetAllNodes()
    {
        List<Node> allNodes = new List<Node>();

        // 在这里根据实际场景生成所有节点并设置邻居节点

        return allNodes;
    }
}

class Program
{
    static void Main(string[] args)
    {
        Node startNode = new Node(0, 0, true); // 起始节点
        Node endNode = new Node(9, 9, true);  // 目标节点

        // 使用A*算法寻找路径
        List<Node> aStarPath = Pathfinding.AStar(startNode, endNode);

        if (aStarPath != null)
        {
            Console.WriteLine("A* Algorithm - Path Found:");
            foreach (Node node in aStarPath)
            {
                Console.WriteLine("(" + node.x + ", " + node.y + ")");
            }
        }
        else
        {
            Console.WriteLine("A* Algorithm - No Path Found.");
        }

        // 使用Dijkstra算法寻找路径
        List<Node> dijkstraPath = Pathfinding.Dijkstra(startNode, endNode);

        if (dijkstraPath != null)
        {
            Console.WriteLine("Dijkstra Algorithm - Path Found:");
            foreach (Node node in dijkstraPath)
            {
                Console.WriteLine("(" + node.x + ", " + node.y + ")");
            }
        }
        else
        {
            Console.WriteLine("Dijkstra Algorithm - No Path Found.");
        }
    }
}
        在示例代码中，我们定义了一个 Node 类来表示节点对象，该类包含节点的坐标、是否可行走、邻居节点等信息。然后，我们在 Pathfinding 类中实现了 A*算法和 Dijkstra 算法来寻找路径。GetDistance 函数用于计算两个节点之间的距离，GeneratePath 函数用于生成路径，GetAllNodes 函数用于获取所有节点。

        在 Main 函数中，我们创建了起始节点和目标节点，并使用 A*算法和 Dijkstra 算法分别寻找路径。最后，将路径打印出来。

        请注意，示例代码中只包含了算法的实现逻辑，您需要根据实际情况创建地图、设置节点可行走状态、设置邻居节点等操作。