首页 > 编程语言 >python实现迷宫最佳路径规划

python实现迷宫最佳路径规划

时间:2024-08-13 18:26:43浏览次数:11  
标签:goal python 路径 迷宫 pos current start cost so

在Python中实现迷宫路径的最佳路径规划,我们通常可以使用图搜索算法,如广度优先搜索(BFS)或更高效的A搜索算法。A算法因其结合了最佳优先搜索(如Dijkstra算法)和启发式信息(如曼哈顿距离或欧几里得距离)来评估节点的潜力,所以在寻找最短路径时非常有效。

下面将展示如何使用A*算法在Python中实现迷宫路径的最佳路径规划。假设迷宫是一个二维网格,其中0代表可通行区域,1代表障碍物。

步骤 1: 定义迷宫

首先,我们定义一个迷宫。

maze = [
[0, 0, 0, 0, 1],
[0, 1, 1, 0, 1],
[0, 0, 0, 0, 1],
[1, 1, 0, 1, 1],
[0, 0, 0, 0, 0]
]
start = (0, 0) # 起点
goal = (4, 4) # 终点

步骤 2: 辅助函数

定义一些辅助函数,如计算曼哈顿距离(启发式函数)、判断点是否有效(非越界且非障碍物)、添加邻居等。

from heapq import heappop, heappush
def heuristic(a, b):
return abs(b[0] - a[0]) + abs(b[1] - a[1])
def is_valid(x, y, maze):
return 0 <= x < len(maze) and 0 <= y < len(maze[0]) and maze[x][y] == 0
def neighbors(pos, maze):
x, y = pos
directions = [(0, 1), (0, -1), (1, 0), (-1, 0)]
for dx, dy in directions:
nx, ny = x + dx, y + dy
if is_valid(nx, ny, maze):
yield nx, ny
### 步骤 3: A* 算法实现
def astar(maze, start, goal):
frontier = []
heappush(frontier, (heuristic(start, goal), 0, start)) # (cost, heuristic, position)
came_from = {}
cost_so_far = {}
came_from[start] = None
cost_so_far[start] = 0
while frontier:
current_cost, current_heuristic, current_pos = heappop(frontier)
if current_pos == goal:
break
for next_pos in neighbors(current_pos, maze):
new_cost = cost_so_far[current_pos] + 1
if next_pos not in cost_so_far or new_cost < cost_so_far[next_pos]:
cost_so_far[next_pos] = new_cost
priority = new_cost + heuristic(next_pos, goal)
heappush(frontier, (priority, new_cost, next_pos))
came_from[next_pos] = current_pos
return came_from, cost_so_far
### 步骤 4: 构建路径
def reconstruct_path(came_from, start, goal):
current = goal
path = []
while current is not None:
path.append(current)
current = came_from[current]
return path[::-1]
# 使用A*算法
came_from, cost_so_far = astar(maze, start, goal)
path = reconstruct_path(came_from, start, goal)
print("Path:", path)

这段代码会输出从起点到终点的最短路径。在迷宫中,路径的起点和终点被指定为(0, 0)(4, 4),但可以根据需要更改这些值。A*算法通过有效地利用启发式信息来减少搜索空间,从而找到最短路径。

标签:goal,python,路径,迷宫,pos,current,start,cost,so
From: https://blog.csdn.net/weixin_45570158/article/details/141170771

相关文章

  • Python 栅格数据处理教程(一)
    本文将介绍通过ArcGISPro的Python模块(arcpy)对栅格数据定义投影及裁剪的方法。1数据来源及介绍降水量数据:国家青藏高原科学数据中心的中国1km分辨率逐月降水量数据集。行政区数据:天地图行政区划数据中的吉林省边界面数据,该数据为GeoJSON格式,可通过QGIS等软件将其转换......
  • inscode的会员计划的python环境问题【版本3.9.16】无法升级python
    购买了inscode的会员计划后,部署python项目遇到python环境无法升级的问题inscode的会员计划的环境是3.9.16,但是项目用的例子需要3.10以上的版本,最终本人也无法完全解决,虽然手动安装了python3.10,一切都可以实现,但是最后环境自动恢复到3.9版本,导致自己手动配置的全废了,本帖子......
  • 【复现成功版✌】【Python开发】写隐藏文件管理工具(隐藏自己的重要文件)
    教程......
  • 基于Flask与MySQL的在线问答系统的设计与实现/Python/计算机毕业设计
    摘要为了更够是学生更快更方便的获取问题答案,开发一款在线问答系统供学生使用。基于系统的业务要求,系统开发平台为Windows10,主要使用Python语言进行开发,以及Python开发语言的框架Flask,使用MySQL作为数据库存储相关数据。开发软件为PyCharm,与此同时运用Navicat作为数据库管......
  • 使用 Flask、Celery 和 Python 实现每月定时任务
    为了创建一个使用Flask、Celery和Python实现的每月定时任务,我们需要按照以下步骤进行:1.安装必要的库我们需要安装Flask、Celery和Redis(作为消息代理)。我们可以使用pip来安装它们:bash复制代码pipinstallflaskceleryredis2.设置Flask和Celery首先,我们需要设......
  • Python网页应用开发神器fac 0.3.0全新版本发布
    大家好我是费老师,在Python生态中,有很多以Python为主要开发语言,实现网页应用开发的框架,其中最为知名的有Dash、flet、streamlit、gradio、nicegui等。如果综合考虑流行度、开发效率、开发自由度、相关生态成熟度、可拓展性、安全性等各方面的能力,Dash是其中天花板级别的存在,这也是......
  • python连接钉钉自动化提交OA审批
    一、准备工作1、安装阿里云支持包,点击跳转:https://open.dingtalk.com/document/resourcedownload/download-server-sdk2、注册钉钉开发者账号,点击链接:https://open.dingtalk.com/3、获取AK,SK4、USERID通过企业管理后台可以查看每个用户的ID或者通过接口获取5、PROCESS_CODE......
  • 【Python机器学习】树回归——使用Python的tkinter库创建GUI
    机器学习给我们提供了一些强大的工具,能从未知数据中抽取出有用的信息。因此,能否这些信息以易于人们理解的方式呈现十分重要。如果人们可以直接与算法和数据交互,将可以比较轻松的进行解释。其中一个能够同时支持数据呈现和用户交互的方式就是构建一个图形用户界面(GUI)。利用GUI......
  • python 画小提琴图
    我这里有2023年6月-2024年8月每日的温度数据,想画一个小提琴图,看看其中值等信息代码如下:#!usr/bin/envpython#-*-coding:utf-8-*-"""@author:Suyue@file:vilolinpic.py@time:2024/08/13@desc:"""importpandasaspdimportmatplotlib.pyplotaspltimport......
  • 24.python模块
    python中的模块(一)模块的介绍1、python中模块:模块也是一个python文件,也叫.py文件2、一个模块中包含:类、函数、变量、方法等3、模块的结构:4、一个模块能够有逻辑的组织python的代码段二、模块的导入1、import模块名importtimeprint(1)time.sleep(5)print(2)2、fro......