A星算法(游戏寻路算法)的C++实现

A星算法的实现原理看这里：http://www.cnblogs.com/technology/archive/2011/05/26/2058842.html

 

    实现部分：

    头文件：

 

[cpp] view plain copy

 

1. /* 
2.     A star 算法的基础处理 
3. */  
4. #ifndef _A_STAR_BASE_H_  
5. #define _A_STAR_BASE_H_  
6. #include "windows.h"  
7.   
8. typedef struct _APoint{  
9.     int x; // x 坐标  
10.     int y; // y 坐标  
11.     int type; // 类型  
12.     int f; // f = g + h  
13.     int g;   
14.     int h;  
15. } APoint,*PAPoint;  
16.   
17. enum APointType{  
18.     APT_UNKNOWN, // 未知状态  
19.     APT_OPENED, // 开放列表中  
20.     APT_CLOSED, // 关闭列表中  
21.     APT_STARTPOINT, // 起始点  
22.     APT_ENDPOINT // 结束点  
23. };  
24.   
25.   
26. class CAStarBase{  
27. public:  
28.     CAStarBase();  
29.     ~CAStarBase();  
30. private:  
31.     PAPoint m_pAPointArr;  
32.     int m_nAPointArrWidth;  
33.     int m_nAPointArrHeight;  
34.   
35.     PAPoint m_pStartPoint,m_pEndPoint,m_pCurPoint;  
36.     char* m_pOldArr;  
37. public:  
38.     BOOL Create(char* pDateArr,int nWidth,int nHeight);  
39.     void SetStartPoint(int x,int y);  
40.     void SetEndPoint(int x,int y);  
41.     void SetOpened(int x,int y);  
42.     void SetClosed(int x,int y);  
43.     void SetCurrent( int x,int y );  
44.     void PrintCharArr();  
45.   
46.     PAPoint CalcNextPoint(PAPoint ptCalc); // 应用迭代的办法进行查询  
47. };  
48.   
49. #endif  

实现cpp文件：

 

 

[cpp] view plain copy

 

 

1. #include "stdafx.h"  
2. #include "AStarBase.h"  
3.   
4.   
5. CAStarBase::CAStarBase()  
6. {  
7.     m_pAPointArr = NULL;  
8.     m_nAPointArrWidth = 0;  
9.     m_nAPointArrHeight = 0;  
10.   
11.     m_pStartPoint = NULL;  
12.     m_pEndPoint = NULL;  
13.     m_pCurPoint = NULL;  
14.   
15. }  
16.   
17. CAStarBase::~CAStarBase()  
18. {  
19.   
20. }  
21.   
22. BOOL CAStarBase::Create( char* pDateArr,int nWidth,int nHeight )  
23. {  
24.     if(!pDateArr) return FALSE;  
25.     if(nWidth<1 || nHeight<1) return FALSE;  
26.     m_pAPointArr = new APoint[nWidth*nHeight];  
27.     if(!m_pAPointArr) return FALSE;  
28.     m_pOldArr = pDateArr;  
29.     m_nAPointArrWidth = nWidth;  
30.     m_nAPointArrHeight = nHeight;  
31.     // 初始化数组内容  
32.     for ( int y = 0;y
33.     {  
34.         for ( int x=0;x
35.         {  
36.             m_pAPointArr[y*m_nAPointArrWidth+x].x = x;  
37.             m_pAPointArr[y*m_nAPointArrWidth+x].y = y;  
38.             m_pAPointArr[y*m_nAPointArrWidth+x].g = 0;  
39.             m_pAPointArr[y*m_nAPointArrWidth+x].f = 0;  
40.             m_pAPointArr[y*m_nAPointArrWidth+x].h = 0;  
41.   
42.             if ( pDateArr[y*m_nAPointArrWidth+x] == '0')  
43.             {  
44.                 m_pAPointArr[y*m_nAPointArrWidth+x].type = APT_OPENED;  
45.             }else if ( pDateArr[y*m_nAPointArrWidth+x] == '1')  
46.             {  
47.                 m_pAPointArr[y*m_nAPointArrWidth+x].type = APT_CLOSED;  
48.             }else if ( pDateArr[y*m_nAPointArrWidth+x] == 'S')  
49.             {  
50.                 m_pAPointArr[y*m_nAPointArrWidth+x].type = APT_STARTPOINT;  
51.                 m_pStartPoint = m_pAPointArr + y*m_nAPointArrWidth+x;  
52.                 m_pCurPoint = m_pStartPoint;  
53.             }else if ( pDateArr[y*m_nAPointArrWidth+x] == 'E')  
54.             {  
55.                 m_pAPointArr[y*m_nAPointArrWidth+x].type = APT_ENDPOINT;  
56.                 m_pEndPoint = m_pAPointArr + y*m_nAPointArrWidth+x;  
57.             }else{  
58.                 m_pAPointArr[y*m_nAPointArrWidth+x].type = APT_UNKNOWN;  
59.             }  
60.   
61.         }  
62.     }  
63.     return TRUE;  
64. }  
65.   
66. void CAStarBase::SetStartPoint( int x,int y )  
67. {  
68.     if ( m_pStartPoint && m_pAPointArr[y*m_nAPointArrWidth+x].type!=APT_CLOSED )  
69.     {  
70.         m_pStartPoint->type = APT_OPENED;  
71.         // 设置新的值  
72.         m_pStartPoint = m_pAPointArr + y*m_nAPointArrWidth+x;  
73.         m_pStartPoint->type = APT_STARTPOINT;  
74.         m_pCurPoint = m_pStartPoint;  
75.     }  
76. }  
77.   
78. void CAStarBase::SetEndPoint( int x,int y )  
79. {  
80.     if ( m_pStartPoint && m_pAPointArr[y*m_nAPointArrWidth+x].type!=APT_CLOSED )  
81.     {  
82.         m_pStartPoint->type = APT_OPENED;  
83.         // 设置新的值  
84.         m_pStartPoint = m_pAPointArr + y*m_nAPointArrWidth+x;  
85.         m_pStartPoint->type = APT_ENDPOINT;  
86.     }  
87. }  
88.   
89. void CAStarBase::SetCurrent( int x,int y )  
90. {  
91. //  if ( m_pAPointArr[y*m_nAPointArrWidth+x].type==APT_OPENED )  
92.     {  
93.         m_pCurPoint = m_pAPointArr+y*m_nAPointArrWidth+x;  
94.     }  
95. }  
96.   
97. void CAStarBase::SetOpened( int x,int y )  
98. {  
99.     if ( m_pAPointArr[y*m_nAPointArrWidth+x].type!=APT_OPENED )  
100.     {  
101.         m_pAPointArr[y*m_nAPointArrWidth+x].type = APT_OPENED;  
102.     }  
103. }  
104.   
105. void CAStarBase::SetClosed( int x,int y )  
106. {  
107.     if ( m_pAPointArr[y*m_nAPointArrWidth+x].type!=APT_CLOSED )  
108.     {  
109.         m_pAPointArr[y*m_nAPointArrWidth+x].type = APT_CLOSED;  
110.     }  
111. }  
112.   
113. void CAStarBase::PrintCharArr()  
114. {  
115.     if ( m_pOldArr )  
116.     {  
117.         for ( int y=0; y
118.         {  
119.             for ( int x=0;x
120.             {  
121.                 printf("%c ",m_pOldArr[x+m_nAPointArrWidth*y]);  
122.             }  
123.             printf("\r\n");  
124.         }  
125.         printf("\r\n");  
126.     }  
127. }  
128.   
129. PAPoint CAStarBase::CalcNextPoint( PAPoint ptCalc )  
130. {  
131.     if ( ptCalc == NULL )  
132.     {  
133.         ptCalc = m_pStartPoint;  
134.     }  
135.     int x = ptCalc->x;  
136.     int y = ptCalc->y;  
137.     int dx = m_pEndPoint->x;  
138.     int dy = m_pEndPoint->y;  
139.     int xmin = x,ymin = y,vmin = 0; // 最优步骤的坐标和值  
140.     // 判断是否已经到了最终的位置  
141.     if ( (x==dx && abs(y-dy)==1) || (y==dy && abs(x-dx)==1) )  
142.     {  
143.         return m_pEndPoint;  
144.     }  
145.     // 上  
146.     if ( m_pAPointArr[(x+0)+m_nAPointArrWidth*(y-1)].type == APT_OPENED && y>0)  
147.     {  
148.         m_pAPointArr[(x+0)+m_nAPointArrWidth*(y-1)].g = 10;  
149.         m_pAPointArr[(x+0)+m_nAPointArrWidth*(y-1)].h =   
150.             10*(abs(x - dx) + abs(y-1 - dy));  
151.         m_pAPointArr[(x+0)+m_nAPointArrWidth*(y-1)].f =   
152.             m_pAPointArr[(x+0)+m_nAPointArrWidth*(y-1)].g + m_pAPointArr[(x+0)+m_nAPointArrWidth*(y-1)].h;  
153.         if ( vmin==0 )  
154.         {  
155.             xmin = x;  
156.             ymin = y-1;  
157.             vmin = m_pAPointArr[(x+0)+m_nAPointArrWidth*(y-1)].f;  
158.         }else{  
159.             if ( vmin > m_pAPointArr[(x+0)+m_nAPointArrWidth*(y-1)].f )  
160.             {  
161.                 xmin = x;  
162.                 ymin = y-1;  
163.                 vmin = m_pAPointArr[(x+0)+m_nAPointArrWidth*(y-1)].f;  
164.             }  
165.         }  
166.     }  
167.     // 下  
168.     if ( m_pAPointArr[(x+0)+m_nAPointArrWidth*(y+1)].type == APT_OPENED && y
169.     {  
170.         m_pAPointArr[(x+0)+m_nAPointArrWidth*(y+1)].g = 10;  
171.         m_pAPointArr[(x+0)+m_nAPointArrWidth*(y+1)].h =   
172.             10*(abs(x - dx) + abs(y+1 - dy));  
173.         m_pAPointArr[(x+0)+m_nAPointArrWidth*(y+1)].f =   
174.             m_pAPointArr[(x+0)+m_nAPointArrWidth*(y+1)].g + m_pAPointArr[(x+0)+m_nAPointArrWidth*(y+1)].h;  
175.         if ( vmin==0 )  
176.         {  
177.             xmin = x;  
178.             ymin = y+1;  
179.             vmin = m_pAPointArr[(x+0)+m_nAPointArrWidth*(y+1)].f;  
180.         }else{  
181.             if ( vmin > m_pAPointArr[(x+0)+m_nAPointArrWidth*(y+1)].f )  
182.             {  
183.                 xmin = x;  
184.                 ymin = y+1;  
185.                 vmin = m_pAPointArr[(x+0)+m_nAPointArrWidth*(y+1)].f;  
186.             }  
187.         }  
188.     }  
189.     // 左  
190.     if ( m_pAPointArr[(x-1)+m_nAPointArrWidth*y].type == APT_OPENED && x>0)  
191.     {  
192.         m_pAPointArr[(x-1)+m_nAPointArrWidth*y].g = 10;  
193.         m_pAPointArr[(x-1)+m_nAPointArrWidth*y].h =   
194.             10*(abs(x-1 - dx) + abs(y - dy));  
195.         m_pAPointArr[(x-1)+m_nAPointArrWidth*y].f =   
196.             m_pAPointArr[(x-1)+m_nAPointArrWidth*y].g + m_pAPointArr[(x-1)+m_nAPointArrWidth*y].h;  
197.         if ( vmin==0 )  
198.         {  
199.             xmin = x-1;  
200.             ymin = y;  
201.             vmin = m_pAPointArr[(x-1)+m_nAPointArrWidth*y].f;  
202.         }else{  
203.             if ( vmin > m_pAPointArr[(x-1)+m_nAPointArrWidth*y].f )  
204.             {  
205.                 xmin = x-1;  
206.                 ymin = y;  
207.                 vmin = m_pAPointArr[(x-1)+m_nAPointArrWidth*y].f;  
208.             }  
209.         }  
210.     }  
211.     // 右  
212.     if ( m_pAPointArr[(x+1)+m_nAPointArrWidth*y].type == APT_OPENED && x
213.     {  
214.         m_pAPointArr[(x+1)+m_nAPointArrWidth*y].g = 10;  
215.         m_pAPointArr[(x+1)+m_nAPointArrWidth*y].h =   
216.             10*(abs(x+1 - dx) + abs(y - dy));  
217.         m_pAPointArr[(x+1)+m_nAPointArrWidth*y].f =   
218.             m_pAPointArr[(x+1)+m_nAPointArrWidth*y].g + m_pAPointArr[(x+1)+m_nAPointArrWidth*y].h;  
219.         if ( vmin==0 )  
220.         {  
221.             xmin = x+1;  
222.             ymin = y;  
223.             vmin = m_pAPointArr[(x+1)+m_nAPointArrWidth*y].f;  
224.         }else{  
225.             if ( vmin > m_pAPointArr[(x+1)+m_nAPointArrWidth*y].f )  
226.             {  
227.                 xmin = x+1;  
228.                 ymin = y;  
229.                 vmin = m_pAPointArr[(x+1)+m_nAPointArrWidth*y].f;  
230.             }  
231.         }  
232.     }  
233.   
234.     // 如果有最优点则迭代，则否就返回NULL  
235.     if ( vmin )  
236.     {  
237.         SetCurrent(xmin,ymin);  
238.         SetClosed(xmin,ymin);  
239.         *(m_pOldArr+xmin+m_nAPointArrWidth*ymin) = '-';  
240.         PrintCharArr();  
241.         PAPoint pApoint = CalcNextPoint(m_pCurPoint);  
242.         if ( pApoint == NULL )  
243.         {  
244.             SetCurrent(x,y);  
245.             SetClosed(xmin,ymin);  
246.             *(m_pOldArr+xmin+m_nAPointArrWidth*ymin) = '0';  
247.             return CalcNextPoint(m_pCurPoint);  
248.         }  
249.         return pApoint;  
250.     }else{  
251.         return NULL;  
252.     }  
253.   
254. }  

测试文件：

 

 

[cpp] view plain copy

 

 

1. // AStarMath.cpp : 定义控制台应用程序的入口点。  
2. //  
3.   
4. #include "stdafx.h"  
5. #include "AStarBase.h"  
6.   
7. CAStarBase Astarbase;  
8.   
9. int _tmain(int argc, _TCHAR* argv[])  
10. {  
11.     char pBuff[5][7] = {  
12.         '0','0','0','1','0','0','0',  
13.         '0','1','1','0','0','1','1',  
14.         '0','S','1','0','1','E','0',  
15.         '0','1','0','0','0','1','0',  
16.         '0','0','0','1','0','0','0'  
17.     };  
18.     Astarbase.Create(&pBuff[0][0],7,5);  
19.     Astarbase.PrintCharArr();  
20.     PAPoint pPoint = Astarbase.CalcNextPoint(NULL);  
21.     if ( pPoint == NULL )  
22.     {  
23.         printf("no path can arrive!\r\n");  
24.     }else{  
25.         printf("success arrived!\r\n");  
26.     }  
27.     getchar();  
28.     return 0;  
29. }