A*算法

这世间纷纷扰扰,哪有那么多捷径可以走

本文将针对游戏中常用的A*算法进行总结。

搜索空间

假设我们在一个地图上希望从A点(绿色)走到B点(红色),且两点之间被墙壁分隔,每次我们可以朝8个方向中的一个进行走动,我们需要绕过蓝色墙从A走到B,并且路径最短。搜索空间就是地图中每一个可以走动的格子。

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当我们将地图用一个个节点进行划分后,接下来我们的任务是在节点集合中找到一个子集,可以连通两个点并且路径最短,寻找过程如下:

  • 第一步,从起点A开始,将其加入一个openlist中,代表可能的最短路径上的节点
  • 第二步,把A节点相邻的可达节点都放入openlist中,将A节点设置为这些节点的父节点
  • 第三步,把A从openlist删除,加入closelist中,closelist保存已经确定的最短路径上的节点

当我们获得了保存有可能解的openlist后,下一步就是从中选择最优解,我们定义cost fun如下:

其中

  • $g$为从A移动到指定方格的距离
  • $h$为从指定方格移动到B的估算距离,为何要估算呢,因为这个方格到B不一定是可达的,路上可能会遇到障碍而停下

之后我们根据$f$对openlist进行排序,下面我们对上面的例子进行一个计算,假设纵横向移动距离为10,斜向移动距离为14,那么得到的结果如下,每个格子上标注了其$g$和$h$的值。

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从图中可以看出,A点右侧节点$f$值最小,选择该节点作为下一步节点,将其移动至closelist

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