A*算法的一份C语言实现品

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#include ”stdio.h“
#include “conio.h”
#include ”assert.h“
#include “stdlib.h”
#define MAPMAXSIZE 100  //地图面积最大为 100x100
#define MAXINT 8192     //定义一个最大整数, 地图上任意两点距离不会超过它
#define STACKSIZE 65536 //保存搜索节点的堆栈大小

#define tile_num(x,y) ((y)*map_w+(x))  //将 x,y 坐标转换为地图上块的编号
#define tile_x(n) ((n)%map_w)          //由块编号得出 x,y 坐标
#define tile_y(n) ((n)/map_w)

// 树结构, 比较特殊, 是从叶节点向根节点反向链接
typedef struct node *TREE;

struct node {
int h;
       int tile;
TREE father;
} ;

typedef struct node2 *LINK;

struct node2 {
      TREE node;
      int f;
      LINK next;
      };

LINK queue;               // 保存没有处理的行走的节点
TREE stack[STACKSIZE];    // 保存已经处理过的节点 (搜索完后)
int stacktop;
unsigned char map[MAPMAXSIZE][MAPMAXSIZE];   //地图数据
int dis_map[MAPMAXSIZE][MAPMAXSIZE];         //保存搜索路径时,中间地最优解

int map_w,map_h;                             //地图宽和高
int start_x,start_y,end_x,end_y;             //地点,终点坐标

// 初始化队列
void init_queue()
{
queue=(LINK)malloc(sizeof(*queue));
queue->node=NULL;
queue->f=-1;
queue->next=(LINK)malloc(sizeof(*queue));
queue->next->f=MAXINT;
queue->next->node=NULL;
queue->next->next=NULL;
}

// 待处理节点入队列, 依靠对目的地估价距离插入排序
void enter_queue(TREE node,int f)
{
LINK p=queue,father,q;
while(f>p->f) {
  father=p;
  p=p->next;
  assert(p);
  }
q=(LINK)malloc(sizeof(*q));
assert(queue);
q->f=f,q->node=node,q->next=p;
father->next=q;
}

// 将离目的地估计最近的方案出队列
TREE get_from_queue()
{
TREE bestchoice=queue->next->node;
LINK next=queue->next->next;
free(queue->next);
queue->next=next;
stack[stacktop++]=bestchoice;
assert(stacktopreturn bestchoice;
}

// 释放栈顶节点
void pop_stack()
{
free(stack[--stacktop]);
}

// 释放申请过的所有节点
void freetree()
{
int i;
LINK p;
for (i=0;i   free(stack);
while (queue) {
  p=queue;
  free(p->node);
  queue=queue->next;
  free(p);
  }
}

// 估价函数,估价 x,y 到目的地的距离,估计值必须比实际值小
int judge(int x,int y)
{
int distance;
distance=abs(end_x-x)+abs(end_y-y);
return distance;
}

// 尝试下一步移动到 x,y 可行否
int trytile(int x,int y,TREE father)
{
TREE p=father;
int h;
if (map[y][x]!=' ') return 1; // 如果 (x,y) 处是障碍,失败
while (p) {
  if (x==tile_x(p->tile) && y==tile_y(p->tile)) return 1; //如果 (x,y) 曾经经过,失败
  p=p->father;
  }
h=father->h+1;
if (h>=dis_map[y][x]) return 1; // 如果曾经有的方案移动到 (x,y) 失败
dis_map[y][x]=h; // 记录这次到 (x,y) 的距离为历史最佳距离

// 将这步方案记入待处理队列
p=(TREE)malloc(sizeof(*p));
p->father=father;
p->h=father->h+1;
p->tile=tile_num(x,y);
enter_queue(p,p->h+judge(x,y));
return 0;
}

// 路径寻找主函数
void findpath(int *path)
{
TREE root;
int i,j;
stacktop=0;
for (i=0;i    for (j=0;j        dis_map[j]=MAXINT;
init_queue();
root=(TREE)malloc(sizeof(*root));
root->tile=tile_num(start_x,start_y);
root->h=0;
root->father=NULL;
enter_queue(root,judge(start_x,start_y));
for (;;) {
   int x,y,child;
   TREE p;
   root=get_from_queue();
   if (root==NULL) {
     *path=-1;
     return;
   }
   x=tile_x(root->tile);
   y=tile_y(root->tile);
   if (x==end_x && y==end_y) break; // 达到目的地成功返回

   child=trytile(x,y-1,root);  //尝试向上移动
   child&=trytile(x,y+1,root); //尝试向下移动
   child&=trytile(x-1,y,root); //尝试向左移动
   child&=trytile(x+1,y,root); //尝试向右移动
   if (child!=0)
      pop_stack();  // 如果四个方向均不能移动,释放这个死节点
   }

// 回溯树，将求出的最佳路径保存在 path[] 中
for (i=0;root;i++) {
   path=root->tile;
   root=root->father;
   }
path=-1;
freetree();
}

void printpath(int *path)
{
int i;
for (i=0;path>=0;i++) {
   gotoxy(tile_x(path)+1,tile_y(path)+1);
   cprintf("xfe");
   }
}

int readmap()
{
FILE *f;
int i,j;
f=fopen("map.dat","r");
assert(f);
fscanf(f,"%d,%dn",&map_w,&map_h);
for (i=0;ifgets(&map[0],map_w+1,f);
fclose(f);
start_x=-1,end_x=-1;
for (i=0;i    for (j=0;j        if (map[j]=='s') map[j]=' ',start_x=j,start_y=i;
        if (map[j]=='e') map[j]=' ',end_x=j,end_y=i;
        }
assert(start_x>=0 && end_x>=0);
return 0;
}

void showmap()
{
int i,j;
clrscr();
for (i=0;i   gotoxy(1,i+1);
   for (j=0;j      if (map[j]!=' ') cprintf("xdb");
      else cprintf(" ");
   }
gotoxy(start_x+1,start_y+1);
cprintf("s");
gotoxy(end_x+1,end_y+1);
cprintf("e");
}

int main()
{
int path[MAXINT];
readmap();
showmap();
getch();
findpath(path);
printpath(path);
getch();
return 0;
}