C#A*算法原理及代码实现[春风十里]

前面提到过迪杰斯特拉算法,它的原理简述如下:

1.将所有的点放在B集合。(起点距离为0,其他点为无穷大)

2.从B集合找出距离最小的点,取走并放在A集合。

3.根据A集合的新加入的点,对B集合中的邻点进行距离更新。然后转到2。

4.直至终点加入到A集合表示找到,或B集合无最小值全部为无穷大,表示无法找到。

(B集合可以理解为所有待确认的点,其中有的已赋值,有的未赋值,也可以理解为已赋值的为集合B,未赋值的不属于任何集合。建议前者,这样不需要加入队列这一步骤,只对邻点赋值即可)

可知Dijkstra算法总是先找到实际距离最小的点,即使它离终点很远或根本不连通,直至终点从B集合中优先弹出。

而A*算法是一种启发式算法,算法依赖启发函数h(n),原理与Dijkstra算法步骤类似,区别是

1.引入了f(n)=g(n)+h(n)的概念,从B集合中找出的不是实际距离最小,而是估算距离最小的点。

2.终点的实际距离被赋值即表示找到,并不需要终点被优先队列弹出。

g(n)是起点到当前点的实际距离,h(n)是当前点到终点的估计距离。f(n)为两者的和。这相当于在Dijkstra的寻路算法中加入了导航功能。

这使得A*算法会更高效,导向性更强。而h(n)决定了算法的导向性高低。

h(n)启发函数常用的有:1.曼哈顿距离(适用四方向移动);2.对角线距离(八方向移动);3.欧几里得距离(任意方向移动);

并不是所有的寻路都适用A*算法,更多在启发函数容易建立时考虑使用(避障类),对于有向图不好建立启发函数则不适用A*。

THE END
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