Оптимизация алгоритма поиска пути A*

@GSman_XVI · Регистрация: 19.11.2012

Студворк — интернет-сервис помощи студентам

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());
    }
}

Новые блоги и статьи Все статьи Все блоги /
PhpStorm 2025.3: WSL Terminal всегда стартует в ~ and_y87 14.12.2025 PhpStorm 2025. 3: WSL Terminal всегда стартует в ~ (home), игнорируя директорию проекта Симптом: После обновления до PhpStorm 2025. 3 встроенный терминал WSL открывается в домашней директории. . .	Как объединить две одинаковые БД Access с разными данными VikBal 11.12.2025 Помогите пожалуйста !! Как объединить 2 одинаковые БД Access с разными данными.	Новый ноутбук volvo 07.12.2025 Всем привет. По скидке в "черную пятницу" взял себе новый ноутбук Lenovo ThinkBook 16 G7 на Амазоне: Ryzen 5 7533HS 64 Gb DDR5 1Tb NVMe 16" Full HD Display Win11 Pro	Музыка, написанная Искусственным Интеллектом volvo 04.12.2025 Всем привет. Некоторое время назад меня заинтересовало, что уже умеет ИИ в плане написания музыки для песен, и, собственно, исполнения этих самых песен. Стихов у нас много, уже вышли 4 книги, еще 3. . .	От async/await к виртуальным потокам в Python IndentationError 23.11.2025 Армин Ронахер поставил под сомнение async/ await. Создатель Flask заявляет: цветные функции - провал, виртуальные потоки - решение. Не threading-динозавры, а новое поколение лёгких потоков. Откат?. . .
Поиск "дружественных имён" СОМ портов Argus19 22.11.2025 Поиск "дружественных имён" СОМ портов На странице: https:/ / norseev. ru/ 2018/ 01/ 04/ comportlist_windows/ нашёл схожую тему. Там приведён код на С++, который показывает только имена СОМ портов, типа,. . .	Сколько Государство потратило денег на меня, обеспечивая инсулином. Programma_Boinc 20.11.2025 Сколько Государство потратило денег на меня, обеспечивая инсулином. Вот решила сделать интересный приблизительный подсчет, сколько государство потратило на меня денег на покупку инсулинов. . . .	Ломающие изменения в C#.NStar Alpha Etyuhibosecyu 20.11.2025 Уже можно не только тестировать, но и пользоваться C#. NStar - писать оконные приложения, содержащие надписи, кнопки, текстовые поля и даже изображения, например, моя игра "Три в ряд" написана на этом. . .	Мысли в слух kumehtar 18.11.2025 Кстати, совсем недавно имел разговор на тему медитаций с людьми. И обнаружил, что они вообще не понимают что такое медитация и зачем она нужна. Самые базовые вещи. Для них это - когда просто люди. . .	Создание Single Page Application на фреймах krapotkin 16.11.2025 Статья исключительно для начинающих. Подходы оригинальностью не блещут. В век Веб все очень привыкли к дизайну Single-Page-Application . Быстренько разберем подход "на фреймах". Мы делаем одну. . .