A星寻路算法介绍A寻路算法介绍.doc

A星寻路算法介绍 这篇blog是由iOS Tutorial Team的成员 Johann Fradj发表的，他目前是一位全职的资深iOS开发工程师。他是Hot Apps Factory的创始人，该公司开发了App Cooker。 学习A星寻路算法是如何工作的！ 你是否在做一款游戏的时候想创造一些怪兽或者游戏主角，让它们移动到特定的位置，避开墙壁和障碍物呢？ 如果是的话，请看这篇教程，我们会展示如何使用A星寻路算法来实现它！ 在网上已经有很多篇关于A星寻路算法的文章，但是大部分都是提供给已经了解基本原理的高级开发者的。 本篇教程将从最基本的原理讲起。我们会一步步讲解A星寻路算法，幷配有很多图解和例子。 不管你使用的是什么编程语言或者操作平台，你会发现本篇教程很有帮助，因为它在非编程语言的层面上解释了算法的原理。稍后，会有一篇教程，展示如何在Cocos2D iPhone 游戏中实现A星算法。 现在找下到达一杯咖啡因饮料和美味的零食的最短路径，开始吧！:] 一只探路猫 让我们想象一下，有一款游戏，游戏中一只猫想要找到获取骨头的路线。 “为什么会有一只猫想要骨头？！”你可能会这么想。在本游戏中， 这是一只狡猾的猫，他想捡起骨头给狗，以防止被咬死！:] 现在想像一下下图中的猫想找到到达骨头的最短路径： 不幸的是，猫不能直接从它当前的位置走到骨头的位置，因为有面墙挡住了去路，而且它在游戏中不是一只幽灵猫！ 游戏中的猫同样懒惰，它总是想找到最短路径，这样当他回家看望它的女朋友时不会太累:-) 但是我们如何编写一个算法计算出猫要选择的那条路径呢？A星算法拯救了我们！ 简化有哪些信誉好的足球投注网站区域 寻路的第一步是简化成容易控制的有哪些信誉好的足球投注网站区域。 怎么处理要根据游戏来决定了。例如，我们可以将有哪些信誉好的足球投注网站区域划分成像素点，但是这样的划分粒度对于我们这款基于方块的游戏来说太高了（没必要）。 作为代替，我们使用方块（一个正方形）作为寻路算法的单元。其他的形状类型也是可能的（比如三角形或者六边形），但是正方形是最简单并且最适合我们需求的。 像那样去划分，我们的有哪些信誉好的足球投注网站区域可以简单的用一个地图大小的二维数组去表示。所以如果是25*25方块大小的地图，我们的有哪些信誉好的足球投注网站区域将会是一个有625个正方形的数组。如果我们把地图划分成像素点，有哪些信誉好的足球投注网站区域就是一个有640，000个正方形的数组了（一个方块是32*32像素）！ 现在让我们基于目前的区域，把区域划分成多个方块来代表有哪些信誉好的足球投注网站空间（在这个简单的例子中，7*6个方块 = 42 个方块）： Open和Closed列表 既然我们创建了一个简单的有哪些信誉好的足球投注网站区域，我们来讨论下A星算法的工作原理吧。 除了懒惰之外，我们的猫没有好的记忆力，所以它需要两个列表： 一个记录下所有被考虑来寻找最短路径的方块（称为open 列表） 一个记录下不会再被考虑的方块（成为closed列表） 猫首先在closed列表中添加当前位置（我们把这个开始点称为点 “A”）。然后，把所有与它当前位置相邻的可通行小方块添加到open列表中。 下图是猫在某一位置时的情景（绿色代表open列表）: 现在猫需要判断在这些选项中，哪项才是最短路径，但是它要如何去选择呢？ 在A星寻路算法中，通过给每一个方块一个和值，该值被称为路径增量。让我们看下它的工作原理！ 路径增量 我们将会给每个方块一个G+H 和值： G是从开始点A到当前方块的移动量。所以从开始点A到相邻小方块的移动量为1，该值会随着离开始点越来越远而增大。 H是从当前方块到目标点（我们把它称为点B，代表骨头！）的移动量估算值。这个常被称为探视，因为我们不确定移动量是多少 – 仅仅是一个估算值。 你也许会对“移动量”感兴趣。在游戏中，这个概念很简单 – 仅仅是方块的数量。 然而，在游戏中你可以对这个值做调整。例如： 如果你允许对角线移动，你可以针对对角线移动把移动量调得大一点。 如果你有不同的地形，你可以将相应的移动量调整得大一点 – 例如针对一块沼泽，水，或者猫女海报:-) 这就是大概的意思 – 现在让我们详细分析下如何计算出G和H值。 关于G值 G是从开始点A到达当前方块的移动量（在本游戏中是指方块的数目）。 为了计算出G的值，我们需要从它的前继（上一个方块）获取，然后加1。所以，每个方块的G值代表了从点A到该方块所形成路径的总移动量。 例如，下图展示了两条到达不同骨头的路径，每个方块都标有它的G值： 关于H值 H值是从当前方块到终点的移动量估算值（在本游戏中是指方块的数目）。 移动量估算值离真实值越接近，最终的路径会更加精确。如果估算值停止作用，很可能生成出来的路径不会是最短的（但是它可能是接近的）。这个题目相对复杂，所以我们不会再本教程中讲解，但是我在教程的末尾提供了一个网络链接，对它做了很好的解