一. 简介
借助在前面stm32完成的贪吃蛇小游戏,现在借助A算法,来完成贪吃蛇的一个自动寻找食物的过程,从而解放我们的双手。终于从完成功能代码,到了算法的部分啦。经过这里例子,可以很好的感受将我们学习到的算法应用到实际的项目当中去。例如这里的寻路算法可以利用深度优先和广度优先搜索算法来完成,都是寻路入门级的算法。在A算法中,可以感受到排序算法的用处,以及数据结构的魅力。需要的可以关注哦
二. 算法简介
算法的详细过程就不细细介绍了,主要来说一下实现的具体步骤,这样根据步骤,也可以自己实现出来,而不用看很多很多文章。
1.创建两个列表,一个为待访问列表,另外一个为已经访问列表
2.将起始点加入到待访问列表中,并计算其预估值F。
3.从待访问列表中选择预估值最小的点,作为当前节点,并在待访问列表中删除。
4.寻找当前节点附近的点,并计算其预估值,已经将当前节点,设置为它们的父节点,然后将这些点加入到待访问列表中
5.将当前节点加入到已经访问列表中
6.重复执行3-5。直到寻找到目标点。然后通过该点的父节点依次递推,几个获取到起始点到目标点的路径。
F = G + H.
H表示当前节点到目标点之间的距离值
G表示当前节点到起始点之间的距离值
计算得过程中,可以在前面加上权重,表示当前节点到那个点更为重要。
三. 代码实现
通过上面的步骤,一步一步就可以实现A*算法。
1.节点的定义,主要是定义了节点的预估值和父节点
- //A*算法的节点
- typedef struct Node
- {
- int F;
- Point2 p;
- struct Node* father;
- }Node;
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2.待访问列表和已经访问列表,这样比较消耗内存,特别是对于单片机带说,后面再改善吧
- Node nodeLists[140]; //待访问列表
- Node visitedNodeLists[140]; //已经访问的列表
- uint16_t nodeListsIndex = 0;
- uint16_t visitedNodeListsIndex = 0;
- uint16_t CurrListIndex = 0;
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3.A*算法
主要流程入下,和上面的实现步骤是一致的,很好理解。
对待访问列表的排序是从大到小进行排序。这样我每次只需要取出最后一个就是最小的那个了,对于的Index值减一,就表示将其从待访问列表中移除,非常方便。 这个思想非常重要。
同时这里需要注意的是malloc可能申请不到内存,这也是头疼的一个问题。ε=(´ο`*)))唉
- uint8 AutoEateByAStar()
- {
- uint16 i;
- nodeListsIndex = 0;
- visitedNodeListsIndex = 0;
- CurrListIndex = 0;
- PathLen = 0;
- //目标位置
- end.x = FoodPosition.x;
- end.y = FoodPosition.y;
- //起始位置
- start.p.x = head->postion.x;
- start.p.y = head->postion.y;
- start.father = NULL;
- start.F = Assess(start.p, start.p, end);
- //将起始点,添加到待访问点
- nodeLists[nodeListsIndex] = start;
- nodeListsIndex += 1;
- while (nodeListsIndex > 0)
- {
-
- Curr = (Node*)malloc(sizeof(Node));
- Curr->F = nodeLists[nodeListsIndex - 1].F;
- Curr->p = nodeLists[nodeListsIndex - 1].p;
- Curr->father = nodeLists[nodeListsIndex - 1].father;
- nodeListsIndex -= 1;
- searchNeighboor();
- visitedNodeLists[visitedNodeListsIndex] = *Curr;
- visitedNodeListsIndex += 1;
- //保存申请到的内存
- CurrList[CurrListIndex] = Curr;
- CurrListIndex += 1;
- if (Curr->p.x == end.x && Curr->p.y == end.y) //查找到路径
- {
- //保存路径
- while (Curr->father != NULL)
- {
- PathByAStar[PathLen].x = Curr->p.x;
- PathByAStar[PathLen].y = Curr->p.y;
- PathLen += 1;
- printf("%d %d \r\n",Curr->p.x,Curr->p.y);
- Curr = Curr->father;
- }
- PathByAStar[PathLen].x = Curr->p.x;
- PathByAStar[PathLen].y = Curr->p.y;
- PathLen += 1;
- //释放申请到的内存
- for (i = 0; i < CurrListIndex; i++)
- {
- free(CurrList<i>);
- CurrList<i> = NULL;
- }
- return 0;
- }
- }
- return 1;
- }</i></i>
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到这里A*寻路算法就差不多完成了,主要是在贪吃蛇中进行路径解析。
四. 贪吃蛇路径解析
这里解析也是非常容易的,因为在PathByAStar中已经保存到了路径值。所以只需要在每一次移动的时候,蛇头和下一个位置进行对比,就可以确定移动的方向了。代码如下,
- if( PathByAStar[PathLen-1].y == head->postion.y)
- {
- if(PathByAStar[PathLen-1].x == head->postion.x -1)
- MoveDirection = MoveLeft;
- else
- MoveDirection = MoveRight;
- }
- else
- {
- if(PathByAStar[PathLen-1].y == head->postion.y -1)
- MoveDirection = MoveUp;
- else
- MoveDirection = MoveDown;
- }
- PathLen -= 1;
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