A星寻路算法

        最近再弄cocos2d-x lua手游开发，我相信大家在开发手游时经常容易碰到寻路问题。寻路算法也挺多的，这里主要总结我在开发时使用的A satrt寻路算法。

       A星算法是基于启发式函数的一种寻路算法，A start的介绍就不重复了。主要是说明如何使用A start寻路算法。如图要从起点A移动到终点B，

地图中  表示可行走的方块。

 

 

        该地图使用Tiled绘制的，每个方块都有自己的坐标，起点A为（5,27），终点B为（20,49）（这地图的原点（0,0）在地图左上角，图中地图只是原地图的部分，所以坐标不是0,0开始）。下面就来具体实现A start在这地图的寻路算法

     

 A start  伪代码（结合代码便于理解）

      point  = 起点

      while(point ！= 终点）

    {

          list = point相邻的点放到list里

          for（list）循环周围的点

          { 

               temp = list[index] 在list取出一个点

               if（temp在close表里 || temp不可行走)

                       continue    忽然该点，不作处理

               else

                     计算temp的 g , h, f的值

                     if(temp 不在open表内）

                      {

                               把temp放入open表

                               把temp的father指向point

                      }

                     else  temp在open内

                     {

                              设open[i]为temp点

                              if（temp.g < open[i].g)当前的temp的g小于已存在open表内的该点的g时

                              {

                                      更新open[i]的g,h,f的值为temp的值

                                      把open[i]的father指向point    

                              }

                     }

          }

 

         一遍遍历完后把point插入close表

          if（size（open[]) ==0)

                 查找失败，停止查找

          从open表取出f值最小的点min

          point  =  min

    }

 

   查找成功

  

代码实现

      首先定义一个节点类

       

----定义节点类
local  node= class("node")
--创建节点,x,y是map的item
function node.create(x,y,map)
   local myNode={}
   -- 节点在tmx的位置
   myNode.x = x;
   myNode.y = y;
   ---A start参数
   myNode.g = 0;  --当前节点到起始点的代价
   myNode.h = 0;  --当前点的终点的估价
   myNode.f = 0;  --f=g+h
   myNode.moveable = tiled.getMoveable(map,cc.p(x,y))  --该节点是否可行走
   
   myNode.father={} -- 记录父节点,用来回溯路径  
   return myNode
end

return node

 

 

   有了node类，我们就可方便书写A start 算法主要逻辑

 

----A start寻路算法

local  A_start= class("A_start")

local node = require("src/model/node")

local cost_stargiht =1 ; --直线移动花费

local cost_diag=1.414; --对角线移动花费

local MapY = 59 --地图y坐标最大值

local MapX = 89 --地图x坐标最大值
  
local _open = {}; --代考察表

local _close = {}; --以考察表

--计算某点的估值函数，可以多种实现
local function  calculateH(point,endPoint)
    print(endPoint.x , point.x)
	----计算两个点的距离
	local x = math.floor(endPoint.x - point.x)  --获取该点x到终点x的距离
    local y = math.floor(endPoint.y - point.y)  --获取该点y到终点y的距离
	local dis =math.abs(x)+math.abs(y)
	--local dis = math.sqrt(math.pow(x,2)+math.pow(y,2))	
	return dis
end

---判断某点是否在close表内
local function isClose(point)
	for key, var in ipairs(_close) do
		if(var.x == point.x and var.y == point.y )then
		   return true
		end
	end
	
	return false
end

---判断某点是否在open表内
local function isOpen(point)
    for key, var in ipairs(_open) do
        if(var.x == point.x and var.y == point.y )then
           return true
        end
    end
    
    return false
end

---寻路住逻辑，startPoint起始点，endPoint为终点，map为地图
function A_start.findPath(startPoint, endPoint, map)
   
  _open = {}; --初始化

  _close = {}; --初始化
    
  --起始点
  local point = node.create(startPoint.x,startPoint.y,map)
  point.g = 0  
  point.h = calculateH(point,endPoint)
  point.f = point.g + point.h
   
  --当前节点不等于终点
  while(not(point.x == endPoint.x and point.y == endPoint.y))do  
        ----获取其上下左右四点
        local around={}
        if(point.y > 0)then --上
            table.insert(around,node.create(point.x,point.y-1,map))
        end
        if(point.y < MapY)then --下
            table.insert(around,node.create(point.x,point.y+1,map))
        end
        if(point.x > 0)then --左
            table.insert(around,node.create(point.x-1,point.y,map))
        end
        if(point.x < MapX)then --右
            table.insert(around,node.create(point.x+1,point.y,map))
        end
             
        --检查周围点
        for key, var in pairs(around) do
            
            --如果不可行走或已在close表，忽略此点
        	if(isClose(var) or (not var.moveable))then
        	     --print("忽略该点" .. var.x .. "  " .. var.y)       	
        	else
        	     --计算此点的代价
                 local g = cost_stargiht+ point.g    -- G值等同于上一步的G值 + 从上一步到这里的成本          
                 local h = calculateH(var,endPoint)
                 local f = g + h
                  --该点不在open列表内
                 if(not isOpen(var))then
                    var.g = g;
                    var.h = h;
                    var.f = f
                    var.father = point --指向父节点
                    table.insert(_open,var) -- 添加到open表
                  
                    --如果在open表，进行f比较
                 else
                      for key1, var1 in ipairs(_open) do
                  	       if(var1.x == var.x and var1.y == var.y)then 
                               --if(var1.f>f)then---两个版本，// 检查G值还是F值
                              if(var1.g>g)then
                  	               var1.f = f
                  	               var1.g = g
                  	               var1.h = h
                  	               var1.parent = point 
                  	           end
                  	           break
                  	       end
                      end
                  end
        	 end
         end
        
        ----当前节点找完一遍添加到——close表
        table.insert(_close,point)
        --open为空，则查找失败
        if(table.getn(_open)== 0)then
           return 0 ---查找失败返回0
        end

        ---从open表去除最小的f点,并从open表移除
        local max=99999
        local myKey
        for key2, var2 in ipairs(_open) do
        	if(var2.f<max)then
        	    max = var2.f
        	    myKey = key2
        	end
        end
        --从_open表移除并取出最小f的点最为起始点
        point = table.remove(_open,myKey)   
            
   end
   return point.father; -- 返回路径
end
return A_start

   

 

    这样就完成了A start算法，下面我们来进行测试一下

 

 --精灵移动方法，cocos2d 方法
local function Noderun(var,node)
    if(node.moveNum< table.getn(node.path))then
        node.moveNum = node.moveNum +1 ;               
        node.layer:getChildByTag(100):runAction(cc.Sequence:create(
            cc.MoveTo:create(Soldier.speed,node.path[node.moveNum]),cc.CallFunc:create(Noderun,node)))                                
    else   
        node.moveNum = 0;
    end
end     



local startItem = { x = 5,y = 57}   
--终点
 local endItem = { x = 20,y = 49}
--A_start寻路，调用寻路方法
 local result = require("src/util/A_start").findPath(startItem,endItem,map)
---路径查找到
 if(result ~= 0)then
     var.path = {} --path{}先清零
     table.insert(var.path,1,coordinate.getPoint(map,endItem)) -- 插入终点
     --位置数组
     --这里重要，是查找到的路径，还记的在node定义的father变量吗，路径就得靠它，每一个结点的
     --father属性都指向下一个结点，所以可以回溯出路径
     while(result.x)do
         local item = {x =result.x, y=result.y}   --把所有item连起来解释路径
         --coordinate.getPoint()是转换为cocos2d的坐标，用于精灵移动              
         table.insert(var.path ,  1 , coordinate.getPoint(map,item))
         result=result.father
     end 
     --节点移动，这里是cocos2d-x 的结点移动，不会的不影响
     Noderun("",var) 
 --路径 没找到
  else
     print("查找失败")
  end

 

运行结果：

 

 

 

评论

1 楼 comsci 2015-08-03  

 

    拓扑分析算法...............寻径与导航