修复 C# 中的 A* 实现

Question

所以我在 Unity C# 中实现了一个 A* 算法来做一些测试，以便构建一个基于 2D 的游戏。我知道有几个组件可以帮助你解决这个问题，但我想尝试一下自己来迎接挑战。

我基本上已经阅读了 A* 的行为方式并将行为转化为代码。它几乎可以工作。但是在某些情况下，相邻的图块具有完全相同的分数（曼哈顿距离 + 与原点的距离），您最终会得到一条通往目的地但不是最短的路径。正如你在图片中看到的，那两个相邻的方块有相同的分数，但我在那个点随机拿了一个......（在下图中，起点是猫，红叉是终点.绿色半透明文件为计算路径)

我在想，既然没有太多的瓦片，我可以从最初的4个相邻瓦片计算出4条不同的路径，将有效的存储在一个数组中，然后基本上只使用最短的，但也许开销会太大，还有其他解决方案吗？

要计算距离，我使用的是基本计算：

private int CalculateManhattanDistance(int x1, int x2, int y1, int y2)
{
        return Mathf.Abs(x1 - x2) + Mathf.Abs(y1 - y2);
}

Answer 1

我建议根据您的代码检查 A* e.g. on Wikipedia 的伪代码。

基于该伪代码，您将像这样实现算法数据，我怀疑您已经简化了其中的一些：

        var closedSet = new HashSet<GraphNode>();
        var openSet = new List<GraphNode>{startNode};
        var cameFrom = new Dictionary<GraphNode, GraphNode>();
        var gScore = new Dictionary<GraphNode, double>();
        var fScore = new Dictionary<GraphNode, double>();

当算法对启发式算法做出错误的第一选择时，就像在这个测试用例中一样，它最初会评估错误方向的移动。但这应该不是问题：

Select 最低的开放节点 fScore
评估所有可达的邻居（例如，在您的示例的第一次迭代中包括起始节点左侧的节点）
用实际距离更新 gScore（通过 cameFrom）
用实际距离加上到目标的估计（例如曼哈顿）距离更新fScore
将评估的节点从 openSet 移动到 closedSet

这意味着 "wrong" 路径上的节点将计算增加的实际距离和预期距离，算法开始选择其他 open 节点，例如来自第一次迭代的 "right" 节点。

Answer 2

也许这有助于您理解@Zdeněk Jelínek 和@Peter Wishart 所指出的内容。 openSet（也叫frontier），通常是一个PriorityQueue。队列的节点根据它们的优先级排序。节点的优先级计算为到目前为止的成本（您的情况下的步数）和启发式距离（您的情况下的曼哈顿）的总和。因此，一旦 A* 到达优先级为 11 的节点，它将停止探索该路径并继续探索其他路径（蓝色圆圈）

修复 C# 中的 A* 实现

Fixing A* implementation in C#

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