A* 算法是一种在机器人导航和路径规划中常用的算法。它结合了 Dijkstra 算法的启发式搜索和 Greedy Best-First 算法的优先级搜索,能够高效地找到从起点到终点的最短路径。

算法原理

A* 算法通过评估函数来评估每个节点的优先级。评估函数由两个部分组成:一是从起点到当前节点的实际代价(g 值),二是从当前节点到终点的预估代价(h 值)。最终,每个节点的优先级由 g 值和 h 值之和决定。

  • g 值:从起点到当前节点的实际代价。
  • h 值:从当前节点到终点的预估代价,通常使用启发式函数计算。
  • f 值:评估函数,f = g + h。

算法步骤

  1. 初始化开放列表(Open List)和封闭列表(Closed List)。
  2. 将起点添加到开放列表。
  3. 当开放列表不为空时,执行以下步骤:
    • 从开放列表中找到 f 值最小的节点,将其标记为当前节点。
    • 将当前节点从开放列表移除,并添加到封闭列表。
    • 对于当前节点的每个邻居节点,执行以下步骤:
      • 如果邻居节点已经在封闭列表中,跳过。
      • 计算邻居节点的 g 值和 h 值。
      • 如果邻居节点不在开放列表中,将其添加到开放列表。
      • 如果邻居节点已经在开放列表中,但新的 g 值更小,则更新邻居节点的 g 值和 f 值。
  4. 当开放列表为空时,算法结束。

代码示例

以下是一个简单的 A* 算法 Python 代码示例:

# ...(代码省略)

# 代码示例结束

扩展阅读

更多关于 A* 算法的细节和实现,可以参考以下链接:

A* 算法流程图