python游戏地图最短路径求解

Python  /  管理员 发布于 7年前   140

一．题目要求

参考下图完成游戏地图中从起点到目标点的最短路径寻找问题。

 

二．设计思路

先对游戏地图做了几个设定，以矩阵来模拟游戏地图。将可行的区域位置赋值0，障碍区赋值为inf。考虑到地图大小，将起始点和终点区域赋值99。

从Start点A开始向外层扩展，每扩展一层pathlen加一。List Q存储当前需要扩展的点，list P 存储当前扩展层。当扩展到End点B时扩展结束，路径可规划。当Q为空时，本次层扩展结束，检查P，若P非空，从P层向外扩展，若P为空，则End点B无法到达。

寻找最短路径时，从End点B开始，寻找当前点附近8个点的标记中比当前点标记小的点，直到标记为1为止。

三．程序主体

# -*-coding:gbk -*-from numpy import *dirs = [(1,1),(1,0),(1,-1),(0,-1),(-1,-1),(-1,0),(-1,1),(0,1)] # 四邻位置：从右下角开始顺时针得到，是按坐标差得到的def find_path(oldmap,A,B): oldmap[A[0], A[1]] = 99 oldmap[B[0], B[1]] = 99 [a,b]=oldmap.shape pathmap=oldmap.copy() Q=[]#存储扩展节点 P=[]#往外一层 pathlen=1 if A==B:  print('start point is equal to end point')  return True current=A while (True):  for i in range(8):   neighbor=[current[0]+dirs[i][0], current[1]+dirs[i][1]]   if neighbor==B:    print('the way is found')######################wrong    print('中间过程')    print(oldmap)    find_way(oldmap,pathmap,A,B,a,b)#####调用路径函数    return True   if (neighbor[0]>=0 and neighbor[1]>=0 and neighbor[0]<a and neighbor[1]<b and oldmap[neighbor[0],neighbor[1]]==0):    P.append(neighbor)    oldmap[neighbor[0],neighbor[1]]=pathlen  if Q==[]:   if P ==[]:    print(oldmap) ##############    print('No path')    return False   else:    Q.extend(P)    P=[]    pathlen += 1  else:   current=Q.pop()###################寻找最短路径def find_way(oldmap,pathmap,A,B,a,b): currentpos=B while (oldmap[currentpos[0],currentpos[1]]!=1):  for i in range(8):   neighborpos=[currentpos[0]+dirs[i][0], currentpos[1]+dirs[i][1]]   if (neighborpos[0] >= 0 and neighborpos[1] >= 0 and neighborpos[0] < a and neighborpos[1] < b and oldmap[neighborpos[0],neighborpos[1]]!=0):    if oldmap[neighborpos[0],neighborpos[1]]<oldmap[currentpos[0],currentpos[1]]:     pathmap[neighborpos[0],neighborpos[1]]=oldmap[neighborpos[0],neighborpos[1]]     currentpos=neighborpos     break print('the way:') print(pathmap)

 四．主函数

def main(): map =mat([[0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0],    [0, 0, 0, 0, inf,inf, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0],    [0, 0, 0, 0, 0,inf, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0],    [inf,inf,inf, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0],    [0, 0,inf, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, inf],    [0, 0,inf, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, inf],    [0, 0,inf, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0,inf],    [0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, inf],    [0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0],]) print('最初地图') print(map) print('**********************************') A = [5, 0] # B=[5,0] B = [3, 12] find_path(map,A, B)if __name__=='__main__': main()

五．运行结果

 

六．结果分析

由中间过程对应的矩阵可知，共经历了12次向外层扩展，第12次扩展即可将目标点包含进去。最短路径如the way对应的矩阵所示，是通过一种类似梯度下降的方法得到的。

以上就是本文的全部内容，希望对大家的学习有所帮助，也希望大家多多支持。