云风的求解最短路径代码.doc

/* 云风的求解最短路径代码 (Cloud Wus Pathfinding code) * 1999 年 1月 8 日 (1999, Jan 8) * 这段代码没有进行任何优化(包括算法上的), 但不意味我不知道该怎样优化它， * 它是为教学目的而做,旨在用易于理解和简洁的代码描述出 A* 算法在求最段路 * 径中的运用. 由于很久没有摸算法书, 本程序不能保证是纯正的 A* 算法 ;-) * 你可以在理解了这段程序的基础上,按自己的理解写出类似的代码. 但是简单的 * 复制它到你的程序中是不允许的,如果你真要这样干,请在直接使用它的软件的 * 文档中,写上我的名字 ;-) * 有任何的问题,或建议请 E-mail 到 * 欢迎参观我的主页 /cloudwu (云风工作室) * (你可以在上面找到一些有关这个问题的讨论,和有关游戏设计的其它大量资料) * * 本程序附带有一个数据文件 map.dat, 保存有地图的数据 */ #define NDEBUG#include #include #include #include #define MAPMAXSIZE 100 /地图面积最大为 100x100#define MAXINT 8192 /定义一个最大整数, 地图上任意两点距离不会超过它#define STACKSIZE 65536 /保存搜索节点的堆栈大小#define tile_num(x,y) (y)*map_w+(x) /将 x,y 坐标转换为地图上块的编号#define tile_x(n) (n)%map_w) /由块编号得出 x,y 坐标#define tile_y(n) (n)/map_w)/ 树结构, 比较特殊, 是从叶节点向根节点反向链接typedef struct node *TREE;struct node int h; int tile;TREE father; ;typedef struct node2 *LINK;struct node2 TREE node; int f; LINK next; ;LINK queue; / 保存没有处理的行走方法的节点TREE stackSTACKSIZE; / 保存已经处理过的节点 (搜索完后释放)int stacktop;unsigned char mapMAPMAXSIZEMAPMAXSIZE; /地图数据int dis_mapMAPMAXSIZEMAPMAXSIZE; /保存搜索路径时,中间目标地最优解int map_w,map_h; /地图宽和高int start_x,start_y,end_x,end_y; /地点,终点坐标/ 初始化队列void init_queue() queue=(LINK)malloc(sizeof(*queue); queue-node=NULL; queue-f=-1; queue-next=(LINK)malloc(sizeof(*queue); queue-next-f=MAXINT; queue-next-node=NULL; queue-next-next=NULL;/ 待处理节点入队列, 依靠对目的地估价距离插入排序void enter_queue(TREE node,int f) LINK p=queue,father,q; while(fp-f) father=p; p=p-next; assert(p); q=(LINK)malloc(sizeof(*q); assert(queue); q-f=f,q-node=node,q-next=p; father-next=q;/ 将离目的地估计最近的方案出队列TREE get_from_queue() TREE bestchoice=queue-next-node; LINK next=queue-next-next; free(queue-next); queue-next=next; stackstacktop+=bestchoice; assert(stacktopSTACKSIZE); return bestchoice;/ 释放栈顶节点void pop_stack() free(stack-stacktop);/ 释放申请过的所有节点void freetree() int i; LINK p; for (i=0;inode); queue=queue-next; free(p); / 估价函数,估价 x,y 到目的地的距离,估计值必须保证比实际值小int judge(int x,int y) int distance; distance=abs(end_x-x)+abs(end_y-y); return distance;/ 尝试下一步移动到 x,y 可行否int trytile(int x,int y,TREE father) TREE p=father; int h; if (mapyx!= ) return 1; / 如果 (x,y) 处是障碍,失败 while (p) if (x=tile_x(p-tile) & y=tile_y(p-tile) return 1; /如果 (x,y) 曾经经过,失败 p=p-father; h=father-h+1; if (h=dis_mapyx) return 1; / 如果曾经有更好的方案移动到 (x,y) 失败 dis_mapyx=h; / 记录这次到 (x,y) 的距离为历史最佳距离/ 将这步方案记入待处理队列 p=(TREE)malloc(sizeof(*p); p-father=father; p-h=father-h+1; p-tile=tile_num(x,y); enter_queue(p,p-h+judge(x,y); return 0;/ 路径寻找主函数void findpath(int *path) TREE root; int i,j; stacktop=0; for (i=0;imap_h;i+) for (j=0;jtile=tile_num(start_x,start_y); root-h=0; root-father=NULL; enter_queue(root,judge(start_x,start_y); for (;) int x,y,child; TREE p; root=get_from_queue(); if (root=NULL) *path=-1; return; x=tile_x(root-tile); y=tile_y(root-tile); if (x=end_x & y=end_y) break; / 达到目的地成功返回 child=trytile(x,y-1,root); /尝试向上移动 child&=trytile(x,y+1,root); /尝试向下移动 child&=trytile(x-1,y,root); /尝试向左移动 child&=trytile(x+1,y,root); /尝试向右移动 if (child!=0) pop_stack(); / 如果四个方向均不能移动,释放这个死节点 / 回溯树，将求出的最佳路径保存在 path 中 for (i=0;root;i+) pathi=root-tile; root=root-father; pathi=-1; freetree();void printpath(int *path) int i; for (i=0;pathi=0;i+) gotoxy(tile_x(pathi)+1,tile_y(pathi)+1); cprintf(xfe); int readmap() FILE *f; int i,j; f=fopen(map.dat,r); assert(f); fscanf(f,%d,%dn,&map_w,&map_h); for (i=0;imap_h;i+)fgets(&mapi0,map_w+1,f); fclose(f); start_x=-1,end_x=-1; for (i=0;imap_h;i+) for (j=0;j=0 & end_x=0); return 0;void showmap() int i,j; clrscr(); for (i=0;imap_h;i+) gotoxy(1,i+1); for (j=0;jmap_w;j+) if (mapij!= ) cprintf(xdb); else cprintf(