А * алгоритм не работает должным образом

Мне нужна помощь с моей реализацией алгоритма A*. Когда я запускаю алгоритм, он действительно находит цель, но путь определенно не самый короткий : - P

Вот мой код, Пожалуйста, помогите мне обнаружить ошибки! Я думаю, что это может быть путь реконструкции, который является моей проблемой, но я не уверен.

public class Pathfinder {

public List<Node> aStar(Node start, Node goal, WeightedGraph graph) {
    Node x, y;
    int tentative_g_score;
    boolean tentative_is_better;

    FScoreComparator comparator = new FScoreComparator();
    List<Node> closedset = new ArrayList<Node>();
    Queue<Node> openset = new PriorityQueue<Node>(10, comparator);
    openset.add(start);

    start.g_score = 0;
    start.h_score = heuristic_cost_estimate(start, goal);
    start.f_score = start.h_score;

    while (!openset.isEmpty()) {
        x = openset.peek();

        if (x == goal) {
            return reconstruct_path(goal);
        }

        x = openset.remove();
        closedset.add(x);

        for (Edge e : graph.adj(x)) {

            if (e.v == x) {
                y = e.w;
            } else {
                y = e.v;
            }

            if (closedset.contains(y) || y.illegal) {
                continue;
            }

            tentative_g_score = x.g_score + e.weight;

            if (!openset.contains(y)) {
                openset.add(y);
                tentative_is_better = true;
            } else if (tentative_g_score < y.g_score) {
                tentative_is_better = true;
            } else {
                tentative_is_better = false;
            }

            if (tentative_is_better) {
                y.g_score = tentative_g_score;
                y.h_score = heuristic_cost_estimate(y, goal);
                y.f_score = y.g_score + y.h_score;
                y.parent = x;
            }

        }

    }

    return null;

}

private int heuristic_cost_estimate(Node start, Node goal) {
    return Math.abs(start.x - goal.x) + Math.abs(start.y - goal.y);
}

private List<Node> reconstruct_path(Node current_node) {
    List<Node> result = new ArrayList<Node>();

    while (current_node != null) {
        result.add(current_node);
        current_node = current_node.parent;
    }

    return result;
}

private class FScoreComparator implements Comparator<Node> {

    public int compare(Node n1, Node n2) {
        if (n1.f_score < n2.f_score) {
            return 1;
        } else if (n1.f_score > n2.f_score) {
            return -1;
        } else {
            return 0;
        }
    }
}

}

Спасибо всем за отличные ответы! Мой алгоритм A* теперь работает отлично благодаря вам, ребята! :- )

Это был мой первый пост, и этот форум действительно удивительно!

2 8
path algorithm

2 ответа:

Вы меняете приоритет элемента в PriorityQueue после его вставки. Это не поддерживается, так как приоритетная очередь не знает об изменении объекта. То, что вы можете сделать, это удалить и повторно добавить объект, когда он изменяется.

Приоритет изменяется в строке: y.f_score = y.g_score + y.h_score;. Эта строка появляется после добавления y в приоритетную очередь. Обратите внимание, что простого перемещения строки openset.add(y); В после расчета стоимости будет недостаточно, так как y, возможно, были добавлены в предыдущем итерация.

Из вашего кода также не ясно, является ли используемая вами эвристика допустимой. Если это не так, это также приведет к тому, что вы получите неоптимальные пути.

Наконец, замечание о производительности: метод contains на ArrayList и PriorityQueue требует линейного времени для выполнения, что сделает время выполнения вашей имплемемтации неоптимальным. Это можно улучшить, добавив логические свойства к узлам, чтобы указать, находятся ли они в закрытых/открытых наборах, или используя структуру данных набора.
7

Приоритетная очередь не обновляет позицию элемента при изменении его приоритета. Поэтому свойство кучи не удерживается. Изменение приоритета влияет на добавление / удаление других элементов, но не восстанавливает свойство кучи.

Поэтому вы не получаете лучший элемент из open - > вы не находите кратчайший путь.

Вы можете: 1) написать свою собственную кучу и поддерживать индекс в ней 2) Добавьте другой объект в PQ и отметьте старый как недопустимый (вы должны вместо узла поставить некоторый объект с флаг валидности и узел ссылки в очередь).

2) имеют худшую производительность, и я не советую этого делать, но некоторые навигационные программы используют этот подход (или, по крайней мере, несколько лет назад он использовался).

Edit: рекомендуется вставлять неизменяемые (или по крайней мере с неизменяемыми частями, что означает приоритет) объекты в PriorityQueue

3