Форум программистов, компьютерный форум CyberForum.ru

Оптимизация алгоритма поиска пути A* - C++

Восстановить пароль Регистрация
 
GSman_XVI
0 / 0 / 0
Регистрация: 19.11.2012
Сообщений: 15
04.04.2013, 19:47     Оптимизация алгоритма поиска пути A* #1
Здравствуйте! Работаю над поиском путей для игры с видом сверху. Для поиска путей реализовал алгоритм A*, но его производительность меня не устраивает.

Значит в чем суть. Имеется класс Vertex описывающий отдельно взятую ячейку карты размером 60*60. При поиске пути мне нужно активно оперировать с этими вершинами (Vertex), добавляя их в закрытый и открытый список. Списки должны быть сортированными, так как мне нужно постоянно обрабатывать вершины с самой маленькой стоимостью пути .Эта стоимость хранится и просчитывается в классе Vertex. В качестве открытого и закрытого списка я решил использовать STLевский multimap, так как в нем не нужно сортировать список, дабы добраться до элемента с минимальной стоимостью пути, которую я использую в виде ключа. Но multimap работает с динамической памятью, что заметно ухудшает производительность, ведь итераций в алгоритме проходит немало.

Так вот, можете ли посоветовать какой либо более оптимальный способ хранения закрытого и открытого списка? Главное избежать работу с динамической памятью (выделить нужную память для просчета заранее а не по ходу алгоритма) и иметь минимум проблем с сортировкой. Ну и плюс если есть замечания к самому алгоритму - прошу критики.

C++
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
31
32
33
34
35
36
37
38
39
40
41
42
43
44
45
46
47
48
49
50
51
52
53
54
55
56
57
58
59
60
61
62
63
64
65
66
67
68
69
70
71
72
73
74
75
76
77
78
79
80
81
82
83
84
85
86
87
88
89
90
91
92
93
94
95
96
97
98
99
100
101
102
103
104
105
106
107
108
109
110
111
112
113
114
115
116
117
118
119
120
121
122
123
124
125
126
127
128
129
130
131
132
133
134
135
136
137
138
139
140
141
142
143
144
145
146
147
148
149
150
151
152
153
154
155
156
157
158
159
160
161
162
163
164
165
166
167
168
169
170
171
172
#define VERTEX_FIRST obj->getMap(playerX, playerY)
#define VERTEX obj->getMap(i, j)
#define VERTEX_CURRENT obj->getMap(current->getX(), current->getY())
#define VERTEX_TARGET obj->getMap(targetX, targetY)
 
typedef std::multimap<int, Vertex*> MyMap;
typedef MyMap::iterator Iter;
 
PathFind :: PathFind()
{
    Vertex* current = 0;
}
 
void PathFind :: FindPath(DynamicObject *obj, int tX, int tY)
{   
    std::multimap<int, Vertex*> opened;
    std::multimap<int, Vertex*> closed;
 
    int playerX = obj->getPositionX();  
    int playerY = obj->getPositionY();
    int targetX = tX;
    int targetY = tY;
 
        //Выход, если вершина непроходима
    if (GameLevel::Map().getInfo(targetX, targetY).fPassability == false)
        return;
 
    //Задаем параметры стартовой вершины
    VERTEX_FIRST->setX(playerX);
    VERTEX_FIRST->setY(playerY);
    VERTEX_FIRST->findG();
    VERTEX_FIRST->findH(targetX, targetY);
    VERTEX_FIRST->findF();
 
    //Добавляем стартовую вершину в открытый список
    opened.insert(MyMap::value_type(VERTEX_FIRST->getF(), VERTEX_FIRST));
    VERTEX_FIRST->setOpened(true);
 
    //Запускаем цикл. Прерываем в случае добавления целевой вершины в открытый список, либо если открытый список пуст
    while (opened.size() != 0)
    {
        //Находим в открытом списке вершину с минимальным значением F и делаем ее текущей
        Iter it = opened.begin();
        current = it->second;
 
        //Помещаем ее в закрытый список
        closed.insert(MyMap::value_type(current->getF(), current));
        VERTEX_CURRENT->setClosed(true);
 
        //Удаляем ее с открытого списка
        opened.erase(it);
        VERTEX_CURRENT->setOpened(false);
 
        //Для каждой из восьми соседних клеток...
        for (int i = current->getX() - 1; i < current->getX() + 2; i++)
        {
            //Проверка на выход за предел массива
            if (i < 0 || i > 59)
                break;
 
            for (int j = current->getY() - 1; j < current->getY() + 2; j++)
            {
                //Проверка на выход за предел массива
                if (j < 0 || j > 59)
                    break;
 
                //Запрет на срез углов стен
                if ((current->getX() - 1 == i && current->getY() - 1 == j) && (GameLevel::Map().getInfo(i + 1, j).fPassability == false || GameLevel::Map().getInfo(i, j + 1).fPassability == false))
                    continue;
                if ((current->getX() + 1 == i && current->getY() + 1 == j) && (GameLevel::Map().getInfo(i - 1, j).fPassability == false || GameLevel::Map().getInfo(i, j - 1).fPassability == false))
                    continue;
                if ((current->getX() - 1 == i && current->getY() + 1 == j) && (GameLevel::Map().getInfo(i + 1, j).fPassability == false || GameLevel::Map().getInfo(i, j - 1).fPassability == false))
                    continue;
                if ((current->getX() + 1 == i && current->getY() - 1 == j) && (GameLevel::Map().getInfo(i - 1, j).fPassability == false || GameLevel::Map().getInfo(i, j + 1).fPassability == false))
                    continue;
 
 
                //Работаем с вершиной только если она проходимая и не находится в закрытом списке
                if (GameLevel::Map().getInfo(i, j).fPassability == true && VERTEX->getClosed() == false) 
                {
                    //Если вершина еще не в откртытом списке
                    if (VERTEX->getOpened() == false)
                    {
                        //Добавляем эту вершину в открытый список, присваеваем ее родителем текущую клетку
                        VERTEX->setParent(current);
                        VERTEX->setOpened(true);
                        
                        //Расчитываем стоимости F, G и H клетки
                        VERTEX->findG();
                        VERTEX->findH(targetX, targetY);
                        VERTEX->findF();
                        
                        //Добавляем!
                        opened.insert(MyMap::value_type(VERTEX->getF(), VERTEX));
                        
                        //Выход, если нашли целевую вершину и записали ее в открытый список
                        if (i == targetX && j == targetY)
                            goto EX;
                    }
                    //Если вершина уже в открытом списке
                    else if(VERTEX->getOpened() == true)  
                    {
                        //Если G этой вершины меньше чем G текущей
                        if (VERTEX->getG() > current->getG())
                        {
                            //Удаляем старую вершину из списка
                            for(it = opened.begin(); it != opened.end(); it++)
                            {
                                if (it->second == VERTEX)
                                {
                                    opened.erase(it);
                                    break;
                                }
                            }   
                            
                            //Меняем родителя вершины на текущую вершину
                            VERTEX->setParent(current);
                            
                            //Пересчитываем для нее стоимости G и F;
                            VERTEX->findG();
                            VERTEX->findF();
                            
                            //Добавляем новую вершину в список
                            opened.insert(MyMap::value_type(VERTEX->getF(), VERTEX));
                        }
                    }
                }
            }
        }
    }
 
    //Записываем полученный путь
EX: if (opened.size() != 0)
    {
        Vertex *parent = VERTEX_TARGET->getParent();
        obj->getPath()->push_back(VERTEX_TARGET);
        while (parent != 0)
        {       
            //Корректировка пути
            if (parent->getParent() != 0)
            {
                if ((obj->getPath()->back()->getX() == parent->getX() && parent->getY() == parent->getParent()->getY() && GameLevel::Map().getInfo(parent->getParent()->getX(), obj->getPath()->back()->getY()).fPassability == true) ||
                    (obj->getPath()->back()->getY() == parent->getY() && parent->getX() == parent->getParent()->getX() && GameLevel::Map().getInfo(obj->getPath()->back()->getX(), parent->getParent()->getY()).fPassability == true))
                {
                    parent = parent->getParent();
                    continue;
                }
            }
 
            obj->getPath()->push_back(parent);
            parent = parent->getParent();
        }
        obj->getPath()->pop_back();
    }
 
    //Очищаем вершины из закрытого и открытого списков
    while (!opened.empty())
    {
        opened.begin()->second->setParent(0);
        opened.begin()->second->setOpened(false);
        opened.begin()->second->setClosed(false);
        opened.erase(opened.begin());
    }
 
    while (!closed.empty())
    {
        closed.begin()->second->setParent(0);
        closed.begin()->second->setOpened(false);
        closed.begin()->second->setClosed(false);
        closed.erase(closed.begin());
    }
}
Similar
Эксперт
41792 / 34177 / 6122
Регистрация: 12.04.2006
Сообщений: 57,940
04.04.2013, 19:47     Оптимизация алгоритма поиска пути A*
Посмотрите здесь:

Коммивояжёр - или оптимизация пути. C++
Волновой алгоритм поиска пути C++
Объясните простые алгоритмы поиска пути. C++
Оптимизация алгоритма вычисления определителя матрицы C++
Оптимизация алгоритма C++
Оптимизация алгоритма C++
Оптимизация функции поиска C++
C++ Найти два элемента в массиве, разница между которыми максимальна (оптимизация алгоритма)

Искать еще темы с ответами

Или воспользуйтесь поиском по форуму:
После регистрации реклама в сообщениях будет скрыта и будут доступны все возможности форума.
Ответ Создать тему
Опции темы

Текущее время: 14:50. Часовой пояс GMT +3.
КиберФорум - форум программистов, компьютерный форум, программирование
Powered by vBulletin® Version 3.8.9
Copyright ©2000 - 2016, vBulletin Solutions, Inc.
Рейтинг@Mail.ru