C#实现4种经典迷宫生成算法和迷宫寻路算法（六）

A*迷宫寻路算法

在A*算法里面，有两个概念，一个是已经走过的步数G，一个是走到目标需要的步数H。

例如我从起点S出发，S的G就是0了。往右走一格到T，那T的G就是0+1=1。再走一步，就是1+1=2。反正从G=g的点出发，走一格后的G就是g+1。

H也很好算。例如目标是(m,n)，当然格是(u,v)，那么H=abs(u-m)+abs(v-n)

算出G和H之后，我们要算一个F，简单的话，F=G+H。实际有些地方会偏重G或H，可以加个权值，这个需要根据实际情况判断。我们这里直接令F=G+H。

根据这样的定义，我们可以看到，如果F越小，则说明走过的步数较少，而且离目标较近，是一个比较好的点。

A*寻路算法就是基于上面的理论，其过程如下：

（1）把起点S放到一个open_list里面。

（2）对open_list进行排序，找出F最小的格子。

（3）取出F最小的格子，放到close_list里面。

（4）找到当前格子相邻的格子，计算它的F。

1）如果这个格子在close_list里面，不用管，跳过。

2）如果这个格子在open_list里面，而且F比open_list里的值小，更新open_list里的值。

3）如果这个格子不在open_list里面，直接加入到open_list。

（5）重复第2步。

 

实现的代码如下：

/// <summary>
/// 计算路径
/// </summary>
public void CalcPath()
{
    PosNode pn0 = new PosNode(1, 1, 0, null, ROW, COL);
    open_list.Add(pn0);

    bool finish = false;
    while (open_list.Count != 0)
    {
        open_list.Sort();

        PosNode now = open_list[open_list.Count - 1];
        open_list.RemoveAt(open_list.Count - 1);
        close_dict.Add(now, 0);

        PosNode[] nextto = new PosNode[4];
        nextto[0] = new PosNode(now.row - 1, now.col, now.G + 1, now, ROW, COL);
        nextto[1] = new PosNode(now.row + 1, now.col, now.G + 1, now, ROW, COL);
        nextto[2] = new PosNode(now.row, now.col - 1, now.G + 1, now, ROW, COL);
        nextto[3] = new PosNode(now.row, now.col + 1, now.G + 1, now, ROW, COL);

        for (int i = 0; i < 4; i++)
        {
            if (!IsValid(nextto[i]))
            {
                continue;
            }
            if (close_dict.ContainsKey(nextto[i]))
            {
                continue;
            }

            int index = -1;
            for (int j = open_list.Count - 1; j >= 0; j--)
            {
                if (open_list[j].Equals(nextto[i]))
                {
                    index = j;
                    break;
                }
            }

            if (index == -1)
            {
                open_list.Add(nextto[i]);
                if (nextto[i].row == ROW - 2 && nextto[i].col == COL - 2)
                {
                    finish = true;
                    break;
                }
            }
            else
            {
                if (nextto[i].F < open_list[index].F)
                {
                    open_list[index].F = nextto[i].F;
                    open_list[index].pre = nextto[i].pre;
                }
            }
        }

        if (finish)
        {
            break;
        }
    }
}

/// <summary>
/// 是否合法节点
/// </summary>
private bool IsValid(PosNode pn)
{
    if (pn.row < 0 || pn.row >= ROW || pn.col < 0 || pn.col >= COL)
    {
        return false;
    }
    if (maze[pn.row, pn.col] == 1)
    {
        return false;
    }
    return true;
}

/// <summary>
/// 打印路径
/// </summary>
public List<Position> PrintPath()
{
    List<Position> list = new List<Position>();

    PosNode now = open_list[open_list.Count - 1];
    while (now != null)
    {
        list.Add(GetPosition(now.row, now.col));
        now = now.pre;
    }

    return list;
}

代码就是这么多，不难吧！

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