A*搜索算法AStar

A*搜索算法AStar_BFS

算法原理: 利用优先队列（优先级属性每一个结点的估计函数值+当前的路径消耗值）后进先出的性质来一层层的遍历。最佳优先搜索的最广为人知的形式称为 A* 搜索。它对结点的评估结合了到达此结点已经花费的代价，和从该结点到目标结点所花代价。由于结合了从开始结点到结点 n 的路径代价和从结点 n 到目标结点的最小代价路径的评估值，因此评估函数值等于经过结点 n 的最小代价解的估计代价。
算法时间空间复杂度分析：时间复杂度：O(b^m )，空间复杂度：O(b^m )

算法步骤：
1)将开始结点压入优先队列中；
2)取出队列结点当前拓展结点，设置为已访问；
3)判断当前结点是否为目标结点，若是则输出路径搜索结束，否则进行下一步；
4)访问当前结点的所有相邻子节点；
5)判断该该子节点是否被访问过，若已经访问过则回到2），若还未访问过则继续下一步6）；
6)对于每一个子节点，获取其相关信息值并进行路径更新，将其子节点的父亲结点指向当前结点，返回2）；
7)对新的队列进行一次优先级排序；
8)若优先队列为空还未找到目标结点，返回搜索失败；

package 实验一;import java.util.ArrayList;
import java.util.Collections;
import java.util.Comparator;
import java.util.LinkedList;
import java.util.List;
import java.util.Queue;public class AStar_BFS extends BuildGraph{public void ShortestPath(){ShortestPath(start,end);}public Queue<Vertex> SortTest(Queue<Vertex> queue){List<Vertex> list=new ArrayList<>();while(!queue.isEmpty()){list.add(queue.poll());}Collections.sort(list, new Comparator<Vertex>(){@Overridepublic int compare(Vertex o1, Vertex o2) {// TODO Auto-generated method stubreturn (o1.dist+o1.h)<(o2.dist+o2.h)? -1:((o1.dist+o1.h)==(o2.dist+o2.h)? 0:1);}});int i=0;while(i<list.size()){//System.out.println(list.get(i).h);queue.add(list.get(i));i++;}return queue;}public void ShortestPath(Vertex startNode,Vertex endNode){//初始化Queue<Vertex> queue = new LinkedList<>();//startNode.dist=0;queue.offer(startNode);//将源点dist设置为0并入队列while(!queue.isEmpty()){Vertex v = queue.poll();explored.put(v.vertexLabel, 1);if(v.vertexLabel==endNode.vertexLabel){System.out.println("AStar_BFS Route:");showPath_A(v,startNode);return;}for(int i=0;i<v.child.size();i++){Vertex current=v.child.get(i).endVertex;//System.out.println(explored.get(current.vertexLabel));if(explored.get(current.vertexLabel)==0){current.dist=v.dist+v.adjEdges.get(v.child.get(i));queue.offer(current);current.preNode=v;}}queue=SortTest(queue);}System.out.println("AStar_BFS Route:"+" Failure!");return;}
}

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