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我的 A* 算法实现需要一些帮助。当我运行算法时，它确实找到了目标，但路径肯定不是最短的：-P

这是我的代码，请帮我找出错误！我认为这可能是我的问题的重建路径，但我不确定。

public class Pathfinder {

public List<Node> aStar(Node start, Node goal, WeightedGraph graph) {
    Node x, y;
    int tentative_g_score;
    boolean tentative_is_better;

    FScoreComparator comparator = new FScoreComparator();
    List<Node> closedset = new ArrayList<Node>();
    Queue<Node> openset = new PriorityQueue<Node>(10, comparator);
    openset.add(start);

    start.g_score = 0;
    start.h_score = heuristic_cost_estimate(start, goal);
    start.f_score = start.h_score;

    while (!openset.isEmpty()) {
        x = openset.peek();

        if (x == goal) {
            return reconstruct_path(goal);
        }

        x = openset.remove();
        closedset.add(x);

        for (Edge e : graph.adj(x)) {

            if (e.v == x) {
                y = e.w;
            } else {
                y = e.v;
            }

            if (closedset.contains(y) || y.illegal) {
                continue;
            }

            tentative_g_score = x.g_score + e.weight;

            if (!openset.contains(y)) {
                openset.add(y);
                tentative_is_better = true;
            } else if (tentative_g_score < y.g_score) {
                tentative_is_better = true;
            } else {
                tentative_is_better = false;
            }

            if (tentative_is_better) {
                y.g_score = tentative_g_score;
                y.h_score = heuristic_cost_estimate(y, goal);
                y.f_score = y.g_score + y.h_score;
                y.parent = x;
            }

        }

    }

    return null;

}

private int heuristic_cost_estimate(Node start, Node goal) {
    return Math.abs(start.x - goal.x) + Math.abs(start.y - goal.y);
}

private List<Node> reconstruct_path(Node current_node) {
    List<Node> result = new ArrayList<Node>();

    while (current_node != null) {
        result.add(current_node);
        current_node = current_node.parent;
    }

    return result;
}

private class FScoreComparator implements Comparator<Node> {

    public int compare(Node n1, Node n2) {
        if (n1.f_score < n2.f_score) {
            return 1;
        } else if (n1.f_score > n2.f_score) {
            return -1;
        } else {
            return 0;
        }
    }
}

}

感谢大家的所有伟大的答案！感谢你们，我的 A* 算法现在可以完美运行！:-)

这是我的第一篇文章，这个论坛真的很棒！

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2 回答 2

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PriorityQueue在插入元素后，您正在更改元素的优先级。这不受支持，因为优先级队列不知道对象已更改。您可以做的是在对象更改时删除并重新添加该对象。

优先级在以下行中更改：y.f_score = y.g_score + y.h_score;。此行在添加y到优先级队列后发生。请注意，仅openset.add(y);在计算成本后将行移至是不够的，因为y可能已在先前的迭代中添加。

从您的代码中也不清楚您使用的启发式方法是否可接受。如果不是，它也会导致您获得次优路径。

最后，性能说明：该contains方法ArrayList运行PriorityQueue需要线性时间，这将使您的实现的运行时间不是最佳的。您可以通过向节点添加布尔属性以指示它们是否在封闭/开放集中，或使用集合数据结构来改进这一点。

于 2011-08-09T14:29:37.220 回答
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更改优先级时，优先级队列不会更新项目的位置。因此堆属性不成立。更改的优先级会影响其他项目的添加/删除，但不会修复堆属性。

因此，您没有从 open 中获得最佳项目 -> 您找不到最短路径。

您可以： 1）编写自己的堆并在其中维护索引 2）将另一个对象添加到 PQ 中并将旧对象标记为无效（您必须代替节点将一些具有有效性标志的对象和引用节点放入队列中）。

2）性能更差，我建议不要这样做，但是一些导航软件使用这种方法（或者至少几年前使用过）。

编辑：最佳做法是将不可变（或至少具有表示优先级的不可变部分）对象插入 PriorityQueue

于 2011-08-09T14:29:34.350 回答