A星算法实验报告.doc

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1、A*算法实验报告一、实验原理A*算法,作为启发式算法中很重要的一种,被广泛应用在最优路径求解和一些策略设计的问题中。而A*算法最为核心的部分,就在于它的一个估值函数的设计上:f(n)=g(n)+h(n)其中f(n)是每个可能试探点的估值,它有两部分组成:一部分为g(n),它表示从起始搜索点到当前点的代价(通常用某结点在搜索树中的深度来表示)。另一部分,即h(n),它表示启发式搜索中最为重要的一部分,即当前结点到目标结点的估值,h(n)设计的好坏,直接影响着具有此种启发式函数的启发式算法的是否能称为A*算法。一种具有f(n)=g(n)+h(n)策略的启发式算法能成为A*算法的充分条件是:1) 

2、    搜索树上存在着从起始点到终了点的最优路径。2)     问题域是有限的。3)所有结点的子结点的搜索代价值>0。4)h(n)=

3、)的评价是:h(n)在h*(n)的下界之下,并且尽量接近h*(n).二、实验过程运行未修改的程序会得到最优路径为:算法共扩展节点数792.若修改源程序,即允许走斜线则distance=(int)sqrt((end_x-x)*(end_x-x)+(end_y-y)*(end_y-y)),即将估价函数改为欧式距离四连通改为八连通trytile(x,y-1,n,1);//尝试向上移动trytile(x+1,y-1,n,2);//尝试向前上方移动trytile(x-1,y-1,n,2);//尝试向后上方移动trytile(x-1,y+1,n,2);//尝试向后下方移动trytile(x+1,y+1,

4、n,2);//尝试向前下方移动trytile(x,y+1,n,1);//尝试向下移动trytile(x-1,y,n,1);//尝试向左移动trytile(x+1,y,n,1);//尝试向右移动并修改g值if(lei==1)//如果是直线走{g_value=father->g+1;}if(lei==2)//如果是斜线走{g_value=father->g+1.414;}修改后的扩展结点数837一、实验分析A*算法最为核心的过程,就在每次选择下一个当前搜索点时,是从所有已探知的但未搜索过点中(可能是不同层,亦可不在同一条支路上),选取f值最小的结点进行展开。而所有“已探知的但未搜索过点”可以通过

5、一个按f值升序的队列(即优先队列)进行排列。这样,在整体的搜索过程中,只要按照类似广度优先的算法框架,从优先队列中弹出队首元素(f值),对其可能子结点计算g、h和f值,直到优先队列为空(无解)或找到终止点为止。若修改地图该算法得到的路径是:算法依然有效其实该算法的启发函数是两点之间的欧式距离,即当前点到目标点的直线距离,对于此题目来说欧式距离启发信息相对太少,若将启发函数改为:chang=end_x-x;kuan=end_y-y;if(chang>=kuan){distance=(int)1.414*kuan+chang-kuan;}else{distance=(int)1.414*chan

6、g+kuan-chang;}即每次保证走的是四十五度,但与上图比较路径多了,代价多了,说明h函数并不合理,不满足可采纳性条件,即h<=h*.一、修改程序部分若修改源程序,即允许走斜线则distance=(int)sqrt((end_x-x)*(end_x-x)+(end_y-y)*(end_y-y)),即将估价函数改为欧式距离四连通改为八连通trytile(x,y-1,n,1);//尝试向上移动trytile(x+1,y-1,n,2);//尝试向前上方移动trytile(x-1,y-1,n,2);//尝试向后上方移动trytile(x-1,y+1,n,2);//尝试向后下方移动trytile

7、(x+1,y+1,n,2);//尝试向前下方移动trytile(x,y+1,n,1);//尝试向下移动trytile(x-1,y,n,1);//尝试向左移动trytile(x+1,y,n,1);//尝试向右移动并修改g值if(lei==1)//如果是直线走{g_value=father->g+1;}if(lei==2)//如果是斜线走{g_value=father->g+1.414;}

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