效果

确定起点终点，画障碍，空格启动
红色是探索过的，绿色是当前可探索的。

算法流程

先介绍几个概念

名词	解释
open列表	可探索的方块
closed列表	已探索的方块
方块分数F	F = G + H
G	从起点到当前点的距离
H	自己定义的当前点到终点的距离
邻接节点	本例中指上下左右4个节点

我对H的理解是这样的：
H就相当于机器学习里的正则化惩罚，就是一个限制，可以自己确定，比如使用曼哈顿距离或者欧式距离，添加这个的目的是为了使寻路的方向向终点靠拢。(感谢舍友指点)

流程：

将起点添加到open列表中
从open列表中寻找F最小的节点，称为current。若current是终点，则停止。将current从open列表移除，然后添加current到closed列表中。
对于与current的每一个邻接节点neighbor:
. 如果neighbor在closed列表中：pass
. 如果neighbor不在open列表中：添加neighbor到open列表然后计算它的F
. 如果neighbor已经在open列表中：当我们使用当前生成的路径到达那里时，（这一步相当于dijkstra）检查F是否更小。如果是，更新它的F和它的前继
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代码

import pygame
import sys
import math
from tkinter import *
from tkinter import ttk
from tkinter import messagebox
import osscreen = pygame.display.set_mode((800,800))class spot:def __init__(self,x,y):#坐标self.i = xself.j = y#分数self.f = 0self.g = 0self.h = 0#父节点self.previous = None#是不是障碍self.obs = False#选择状态self.closed = False#权self.value = 1#相邻节点self.neighbors = []def show(self,color,st):if self.closed == False:pygame.draw.rect(screen,color,(self.i*w,self.j*h,w,h),st)pygame.display.update()def path(self,color,st):pygame.draw.rect(screen,color,(self.i*w,self.j*h,w,h),st)pygame.display.update()def addNeighbors(self):i = self.ij = self.jif i < rows-1 and grid[i+1][j].obs == False:self.neighbors.append(grid[i+1][j])if i > 0 and grid[i-1][j].obs == False:self.neighbors.append(grid[i-1][j])if j < cols-1 and grid[i][j+1].obs == False:self.neighbors.append(grid[i][j+1])if j > 0 and grid[i][j-1].obs == False:self.neighbors.append(grid[i][j-1])#行列数
cols = 50
rows = 50#颜色
red = (255,0,0)
green = (0,255,0)
blue = (0,0,255)
grey = (220,220,220)#格子长宽
w = 800/cols
h = 800/rows#父节点列表
cameFrom = []#创建节点
grid = [0 for i in range(cols)]
for i in range(cols):grid[i] = [0 for i in range(rows)]for i in range(rows):for j in range(cols):grid[i][j] = spot(i,j)#默认起点、终点
start = grid[5][5]
end = grid[7][19]#画界面
for i in range(rows):for j in range(cols):grid[i][j].show((255,255,255),1)#画围墙
for i in range(rows):grid[i][0].show(grey,0)grid[i][cols-1].show(grey,0)grid[0][i].show(grey,0)grid[cols-1][i].show(grey,0)grid[i][0].show(grey,0)grid[i][cols-1].show(grey,0)grid[0][i].show(grey,0)grid[cols-1][i].show(grey,0)grid[i][0].obs = Truegrid[i][cols-1].obs = Truegrid[0][i].obs = Truegrid[cols-1][i].obs = Truegrid[i][0].obs = Truegrid[i][cols-1].obs = Truegrid[0][i].obs = Truegrid[cols-1][i].obs = Truedef onsubmit():global startglobal endst = startBox.get().split(',')ed = endBox.get().split(',')start = grid[int(st[0])][int(st[1])]end = grid[int(ed[0])][int(ed[1])]window.quit()window.destroy()#输入界面
window = Tk()
window.title('请输入')
label_1 = Label(window,text = '起点坐标(x,y): ')
startBox = Entry(window)
label_2 = Label(window,text = '终点坐标(x,y): ')
endBox = Entry(window)
var = IntVar()
showPath = ttk.Checkbutton(window,text = '显示每一步',onvalue=1,offvalue=0,variable=var)
submit = Button(window,text='提交',command=onsubmit)#布局
label_1.grid(row = 0,column = 0,pady = 3)
label_2.grid(row = 1,column = 0,pady = 3)
startBox.grid(row = 0,column = 1,pady = 3)
endBox.grid(row = 1,column = 1,pady = 3)
showPath.grid(columnspan = 2,row = 2)
submit.grid(columnspan = 2,row = 3)#启动输入界面
mainloop()#两个表
openSet = [start]
closeSet = []#显示起点终点
start.show((255,8,127),0)
end.show((255,8,127),0)#监听鼠标位置
def mousePress(x):t = x[0]w = x[1]#判断在第几个格子g1 = t//(800//cols)g2 = w//(800//rows)#设置障碍set_obs = grid[g1][g2]if set_obs != start and set_obs!= end:set_obs.obs = Trueset_obs.show(grey,0)#画障碍
loop = True
while loop:ev = pygame.event.poll()if pygame.mouse.get_pressed()[0]:try:pos = pygame.mouse.get_pos()mousePress(pos)except AttributeError:passif ev.type == pygame.QUIT:pygame.quit()elif ev.type == pygame.KEYDOWN:if ev.key == pygame.K_SPACE:loop = False#画好障碍后，初始邻接节点列表
for i in range(rows):for j in range(cols):grid[i][j].addNeighbors()#启发式方法
def heurisitic(n,e):d = math.sqrt((n.i - e.i)**2 + (n.j - e.j)**2)return ddef main():#openSet初始化时已经包含起点#从中选择f分数最小的if(len(openSet) > 0):lowestIndex = 0for i in range(len(openSet)):if(openSet[i].f < openSet[lowestIndex].f):lowestIndex = i#对当前节点操作current = openSet[lowestIndex]#找到 打印路径if current == end:temp = current.fwhile current != start:current.closed = Falsecurrent.show(blue, 0)current = current.previousend.show(red, 0)Tk().wm_withdraw()result = messagebox.askokcancel('Program Finished', ('The program finished, the shortest distance \n to the path is ' + str(temp) + ' blocks away, \n would you like to re run the program?'))if result == True:os.execl(sys.executable,sys.executable, *sys.argv)else:ag = Truewhile ag:ev = pygame.event.get()for event in ev:if event.type == pygame.KEYDOWN:ag = Falsebreakpygame.quit()openSet.pop(lowestIndex)closeSet.append(current)neighbors = current.neighborsfor i in range(len(neighbors)):neighbor = neighbors[i]if neighbor not in closeSet:tmpG = current.g + current.valueif neighbor in openSet:if neighbor.g > tmpG:neighbor.g = tmpGneighbor.previous = currentelse:neighbor.g = tmpGopenSet.append(neighbor)neighbor.previous = currentneighbor.h = heurisitic(neighbor,end)neighbor.f = neighbor.g + neighbor.hif var.get():for i in range(len(openSet)):openSet[i].show(green,0)for i in range(len(closeSet)):if closeSet[i] != start:closeSet[i].show(red,0)current.closed = Truewhile True:ev = pygame.event.poll()if ev.type == pygame.QUIT:pygame.quit()main()

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