A Star 最短路徑演算法的Java實現
阿新 • • 發佈：2018-11-17
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執行效果如下
package
test.star;
import
java.awt.Point;
/** */
/** */
/** */
/**
* <p> * Title: LoonFramework * </p> * <p> * Description:描述路徑節點用類 * </p> * <p> * Copyright: Copyright (c) 2008 * <p> * Company: LoonFramework * </p> * <p> * License: http://www.apache.org/licenses/LICENSE-2.0 * </p> * * @author chenpeng * @email：[email protected] * @version 0.1
*/
public
class
Node
implements
Comparable
...
{ // 座標 public Point _pos; // 開始地點數值 public int _costFromStart; // 目標地點數值 public int _costToObject; // 父節點 public Node _parentNode;
private Node() ...{
} /** *//** */ /** *//** * 以注入座標點方式初始化Node * * @param _pos */ public Node(Point _pos) ...{ this._pos = _pos; } /** *//** */ /** *//** * 返回路徑成本 * * @param node * @return */ public int getCost(Node node) ...{ // 獲得座標點間差值 公式：(x1, y1)-(x2, y2) int m = node._pos.x - _pos.x; int n = node._pos.y - _pos.y; // 取兩節點間歐幾理德距離（直線距離）做為估價值，用以獲得成本 return (int) Math.sqrt(m * m + n * n); } /** *//** */ /** *//** * 檢查node物件是否和驗證物件一致 */ public boolean equals(Object node) ...{ // 驗證座標為判斷依據 if (_pos.x == ((Node) node)._pos.x && _pos.y == ((Node) node)._pos.y) ...{ return true; } return false; } /** *//** */ /** *//** * 比較兩點以獲得最小成本物件 */ public int compareTo(Object node) ...{ int a1 = _costFromStart + _costToObject; int a2 = ((Node) node)._costFromStart + ((Node) node)._costToObject; if (a1 < a2) ...{ return -1; } else if (a1 == a2) ...{ return 0; } else ...{ return 1; } } /** *//** */ /** *//** * 獲得上下左右各點間移動限制區域 * * @return */ public LinkedList getLimit() ...{ LinkedList limit = new LinkedList(); int x = _pos.x; int y = _pos.y; // 上下左右各點間移動區域(對於斜視地圖，可以開啟註釋的偏移部分，此時將評估8個方位) // 上 limit.add(new Node(new Point(x, y - 1))); // 右上 // limit.add(new Node(new Point(x+1, y-1))); // 右 limit.add(new Node(new Point(x + 1, y))); // 右下 // limit.add(new Node(new Point(x+1, y+1))); // 下 limit.add(new Node(new Point(x, y + 1))); // 左下 // limit.add(new Node(new Point(x-1, y+1))); // 左 limit.add(new Node(new Point(x - 1, y))); // 左上 // limit.add(new Node(new Point(x-1, y-1))); return limit; }}
package
test.star;
import
java.awt.Point;
import
java.util.LinkedList;
import
java.util.List;
/** */
/** */
/** */
/** * <p> * Title: LoonFramework * </p> * <p> * Description:A*尋徑處理用類(此類為演示用，並不意味著演算法是最佳實現) * </p> * <p> * Copyright: Copyright (c) 2008 * </p> * <p> * Company: LoonFramework * </p> * <p> * License: http://www.apache.org/licenses/LICENSE-2.0 * </p> * * @author chenpeng * @email：[email protected] * @version 0.1 */
public
class
PathFinder
...
{ // 路徑優先等級list(此示例中為內部方法) private LevelList _levelList; // 已完成路徑的list private LinkedList _closedList; // 地圖描述 private int[][] _map; // 行走區域限制 private int[] _limit; /** *//** */ /** *//** * 以注入地圖的2維陣列及限制點描述初始化此類 * * @param _map */ public PathFinder(int[][] map, int[] limit) ...{ _map = map; _limit = limit; _levelList = new LevelList(); _closedList = new LinkedList(); } /** *//** */ /** *//** * A*方式尋徑,注入開始座標及目標座標後運算,返回可行路徑的List * * @param startPos * @param objectPos * @return */ public List searchPath(Point startPos, Point objectPos) ...{ // 初始化起始節點與目標節點 Node startNode = new Node(startPos); Node objectNode = new Node(objectPos); // 設定起始節點引數 startNode._costFromStart = 0; startNode._costToObject = startNode.getCost(objectNode); startNode._parentNode = null; // 加入運算等級序列 _levelList.add(startNode); // 當運算等級序列中存在資料時，迴圈處理尋徑，直到levelList為空 while (!_levelList.isEmpty()) ...{ // 取出並刪除最初的元素 Node firstNode = (Node) _levelList.removeFirst(); // 判定是否和目標node座標相等 if (firstNode.equals(objectNode)) ...{ // 是的話即可構建出整個行走路線圖，運算完畢 return makePath(firstNode); } else ...{ // 否則 // 加入已驗證List _closedList.add(firstNode); // 獲得firstNode的移動區域 LinkedList _limit = firstNode.getLimit(); // 遍歷 for (int i = 0; i < _limit.size(); i++) ...{ // 獲得相鄰節點 Node neighborNode = (Node) _limit.get(i); // 獲得是否滿足等級條件 boolean isOpen = _levelList.contains(neighborNode); // 獲得是否已行走 boolean isClosed = _closedList.contains(neighborNode); // 判斷是否無法通行 boolean isHit = isHit(neighborNode._pos.x, neighborNode._pos.y); // 當三則判定皆非時 if (!isOpen && !isClosed && !isHit) ...{ // 設定costFromStart neighborNode._costFromStart = firstNode._costFromStart + 1; // 設定costToObject neighborNode._costToObject = neighborNode.getCost(objectNode); // 改變neighborNode父節點 neighborNode._parentNode = firstNode; // 加入level _levelList.add(neighborNode); } } } } // 清空資料 _levelList.clear(); _closedList.clear(); // 當while無法執行時，將返回null return null; } /** *//** */ /** *//** * 判定是否為可通行區域 * * @param x * @param y * @return */