聊聊A*算法与Dijkstra算法的Matlab及C实现

A*算法matlab程序,附送c程序 Djikstra算法matlab程序 代码特点: 1. matlab读入excel制作的地图,障碍物为1; 2.设置起始点和终止点,A*算法会输出一条近最优路径,因为这是启发式算法; 3.Dijkstra算法的输入是邻接矩阵,输出是一个点到所有点的最优路径

在路径规划领域,A算法和Dijkstra算法都是赫赫有名的存在。今天就来分享一下它们在Matlab中的实现,顺带送上A算法的C程序代码。

A*算法Matlab程序

A*算法是一种启发式搜索算法,它能在地图中找到一条近最优路径。先来看Matlab里如何实现从Excel制作的地图读入并进行路径搜索。

Matlab代码实现

% 读入Excel地图 map = xlsread('your_map_file.xlsx'); % 设置起始点和终止点 start = [1, 1]; goal = [size(map, 1), size(map, 2)]; % A*算法核心代码 openSet = [start]; cameFrom = containers.Map; gScore = containers.Map; gScore(start) = 0; fScore = containers.Map; fScore(start) = heuristic(start, goal); while ~isempty(openSet) [~, currentIndex] = min([fScore.values{:}]); current = openSet(currentIndex); if isequal(current, goal) path = reconstructPath(cameFrom, current); break; end openSet(currentIndex) = []; neighbors = getNeighbors(current, map); for i = 1:size(neighbors, 1) neighbor = neighbors(i, :); tentativeGScore = gScore(current) + 1; if ~gScore.isKey(neighbor) || tentativeGScore < gScore(neighbor) cameFrom(neighbor) = current; gScore(neighbor) = tentativeGScore; fScore(neighbor) = tentativeGScore + heuristic(neighbor, goal); if ~ismember(neighbor, openSet, 'rows') openSet = [openSet; neighbor]; end end end end function h = heuristic(a, b) h = abs(a(1) - b(1)) + abs(a(2) - b(2)); end function neighbors = getNeighbors(node, map) x = node(1); y = node(2); neighbors = []; if x > 1 && map(x - 1, y) ~= 1 neighbors = [neighbors; x - 1, y]; end if x < size(map, 1) && map(x + 1, y) ~= 1 neighbors = [neighbors; x + 1, y]; end if y > 1 && map(x, y - 1) ~= 1 neighbors = [neighbors; x, y - 1]; end if y < size(map, 2) && map(x, y + 1) ~= 1 neighbors = [neighbors; x, y + 1]; end end function path = reconstructPath(cameFrom, current) totalPath = {current}; while cameFrom.isKey(current) current = cameFrom(current); totalPath = [current; totalPath{:}]; end path = totalPath; end

代码分析

  1. 地图读入xlsread('yourmapfile.xlsx')这行代码从Excel文件中读取地图数据,假设障碍物在Excel地图中标记为1。
  2. 设置起始和终止点start = [1, 1];goal = [size(map, 1), size(map, 2)];分别设定了起始点和终止点。这里简单地把左上角设为起始,右下角设为终止,实际应用中可以根据需求更改。
  3. A*算法核心循环
    -openSet存放待探索的节点,一开始只包含起始点。
    -cameFrom记录每个节点是从哪个节点过来的,方便最后回溯路径。
    -gScore记录从起始点到每个节点的实际代价。
    -fScore记录从起始点到当前节点的实际代价加上到终止点的预估代价,heuristic函数就是计算这个预估代价,这里采用曼哈顿距离计算。
    - 在循环中,每次从openSet中选取fScore最小的节点进行探索,如果找到了终止点,就通过reconstructPath函数回溯得到路径。探索节点时,检查其邻居节点,如果邻居节点的gScore可以更新(即有更优路径到达该邻居),就更新相关信息并把邻居加入openSet

A*算法C程序

下面是A*算法的C语言实现,和Matlab实现思路类似,但语法上有较大差异。

C代码实现

#include <stdio.h> #include <stdlib.h> #include <string.h> #define ROWS 10 #define COLS 10 typedef struct { int x; int y; int gScore; int fScore; int cameFromX; int cameFromY; } Node; typedef struct { Node data[ROWS * COLS]; int size; } OpenSet; void initOpenSet(OpenSet *openSet) { openSet->size = 0; } void addToOpenSet(OpenSet *openSet, Node node) { openSet->data[openSet->size++] = node; } int isOpenSetEmpty(OpenSet *openSet) { return openSet->size == 0; } Node getLowestFScoreNode(OpenSet *openSet) { int minIndex = 0; for (int i = 1; i < openSet->size; i++) { if (openSet->data[i].fScore < openSet->data[minIndex].fScore) { minIndex = i; } } Node node = openSet->data[minIndex]; openSet->data[minIndex] = openSet->data[openSet->size - 1]; openSet->size--; return node; } int isValid(int x, int y) { return x >= 0 && x < ROWS && y >= 0 && y < COLS; } int heuristic(int x1, int y1, int x2, int y2) { return abs(x1 - x2) + abs(y1 - y2); } void aStar(int map[ROWS][COLS], int startX, int startY, int goalX, int goalY) { int gScore[ROWS][COLS]; int fScore[ROWS][COLS]; int cameFromX[ROWS][COLS]; int cameFromY[ROWS][COLS]; int visited[ROWS][COLS]; memset(gScore, -1, sizeof(gScore)); memset(fScore, -1, sizeof(fScore)); memset(cameFromX, -1, sizeof(cameFromX)); memset(cameFromY, -1, sizeof(cameFromY)); memset(visited, 0, sizeof(visited)); OpenSet openSet; initOpenSet(&openSet); Node start; start.x = startX; start.y = startY; start.gScore = 0; start.fScore = heuristic(startX, startY, goalX, goalY); start.cameFromX = -1; start.cameFromY = -1; addToOpenSet(&openSet, start); gScore[startX][startY] = 0; fScore[startX][startY] = start.fScore; while (!isOpenSetEmpty(&openSet)) { Node current = getLowestFScoreNode(&openSet); if (current.x == goalX && current.y == goalY) { // 回溯路径并打印 printf("Path found: \n"); while (current.x!= -1 && current.y!= -1) { printf("(%d, %d) ", current.x, current.y); int tempX = current.cameFromX; int tempY = current.cameFromY; current.x = tempX; current.y = tempY; } printf("\n"); return; } visited[current.x][current.y] = 1; int dx[] = {-1, 1, 0, 0}; int dy[] = {0, 0, -1, 1}; for (int i = 0; i < 4; i++) { int newX = current.x + dx[i]; int newY = current.y + dy[i]; if (isValid(newX, newY) && map[newX][newY]!= 1) { int tentativeGScore = gScore[current.x][current.y] + 1; if (gScore[newX][newY] == -1 || tentativeGScore < gScore[newX][newY]) { cameFromX[newX][newY] = current.x; cameFromY[newX][newY] = current.y; gScore[newX][newY] = tentativeGScore; fScore[newX][newY] = tentativeGScore + heuristic(newX, newY, goalX, goalY); if (!visited[newX][newY]) { Node neighbor; neighbor.x = newX; neighbor.y = newY; neighbor.gScore = tentativeGScore; neighbor.fScore = fScore[newX][newY]; neighbor.cameFromX = current.x; neighbor.cameFromY = current.y; addToOpenSet(&openSet, neighbor); } } } } } printf("No path found.\n"); }

C代码分析

  1. 数据结构定义:定义了Node结构体来存储节点信息,包括坐标、gScorefScore以及父节点坐标。OpenSet结构体用于存放待探索节点。
  2. 初始化和操作OpenSetinitOpenSet函数初始化OpenSetaddToOpenSet函数添加节点到OpenSetisOpenSetEmpty函数判断OpenSet是否为空,getLowestFScoreNode函数从OpenSet中取出fScore最小的节点。
  3. A*算法主体:和Matlab实现类似,初始化各种分数数组和访问标记数组。从起始点开始,在循环中不断取出fScore最小的节点进行探索,如果找到终止点则回溯路径并打印。探索邻居节点时,更新分数和父节点信息,并将符合条件的邻居加入OpenSet

Dijkstra算法Matlab程序

Dijkstra算法是一种基于广度优先搜索的算法,用于在加权图中找到从一个给定顶点到所有其他顶点的最短路径。这里假设输入是邻接矩阵。

Matlab代码实现

% 假设邻接矩阵 adjMatrix = [0 1 0 1 0; 1 0 1 0 0; 0 1 0 1 1; 1 0 1 0 1; 0 0 1 1 0]; numNodes = size(adjMatrix, 1); startNode = 1; distance = inf(numNodes, 1); distance(startNode) = 0; visited = false(numNodes, 1); while any(~visited) [~, currentNode] = min(distance(~visited)); currentNode = find(~visited, 1, 'first'); visited(currentNode) = true; neighbors = find(adjMatrix(currentNode, :)); for i = 1:numel(neighbors) neighbor = neighbors(i); newDistance = distance(currentNode) + 1; if newDistance < distance(neighbor) distance(neighbor) = newDistance; end end end

代码分析

  1. 邻接矩阵定义:这里简单定义了一个邻接矩阵adjMatrix,实际应用中可以从文件读入或根据具体需求生成。
  2. 初始化distance数组记录从起始点到每个节点的距离,初始化为无穷大,起始点距离设为0。visited数组标记节点是否已访问。
  3. Dijkstra核心循环:在循环中,每次从未访问节点中选取距离最小的节点作为当前节点,标记为已访问。然后遍历当前节点的邻居,更新邻居到起始点的距离,如果通过当前节点到达邻居的距离更短,则更新distance数组。

通过以上Matlab和C语言的代码实现,希望能帮助大家更好地理解A*算法和Dijkstra算法在路径规划中的应用。不同语言实现虽然语法不同,但核心思路保持一致,大家可以根据实际场景灵活选择。

A*算法matlab程序,附送c程序 Djikstra算法matlab程序 代码特点: 1. matlab读入excel制作的地图,障碍物为1; 2.设置起始点和终止点,A*算法会输出一条近最优路径,因为这是启发式算法; 3.Dijkstra算法的输入是邻接矩阵,输出是一个点到所有点的最优路径

本文来自互联网用户投稿,该文观点仅代表作者本人,不代表本站立场。本站仅提供信息存储空间服务,不拥有所有权,不承担相关法律责任。如若转载,请注明出处:http://www.mzph.cn/news/1185301.shtml

如若内容造成侵权/违法违规/事实不符,请联系多彩编程网进行投诉反馈email:809451989@qq.com,一经查实,立即删除!

相关文章

大学生“特种兵出游”网站开发任务书

大学生“特种兵出游”网站开发任务书 一、任务名称 大学生“特种兵出游”网站开发 二、任务目的 针对大学生“特种兵出游”效率优先、高性价比、强计划感的核心需求&#xff0c;开发一款集攻略规划、资源预订、社交分享、智能推荐于一体的专属网站。解决传统旅游平台信息繁杂、…

测试经理的AI助手:自动分配任务与资源‌

智能革命&#xff1a;AI助手如何重构软件测试资源管理 作者&#xff1a;测试自动化架构师 | 2026年1月 一、传统测试资源管理的痛点矩阵 graph LR A[人力分配失衡] --> B[资深工程师处理低级任务] C[紧急需求冲击] --> D[测试周期被打断] E[多项目并行] --> F[设备…

探索MATLAB图像检索的多样世界

MATLAB图像检索&#xff0c;有各种方法的&#xff0c;词袋的&#xff0c;颜色特征&#xff0c;形状特征&#xff0c;hu不变矩&#xff0c;lbp纹理特征等在图像处理领域&#xff0c;图像检索一直是个热门话题。MATLAB作为强大的工具&#xff0c;为我们提供了实现多种图像检索方法…

LT6911UXC 与 LT9611UXC 视频桥接芯片固件架构与功能详解

龙讯lt6911uxc,lt9611uxc资料&#xff0c;有源码固件&#xff0c;支持4k60&#xff0c;支持对接海思3519a和3559a&#xff0c;hdmi转mipi&#xff0c;双通道4k60摘要 本文深入剖析龙讯半导体&#xff08;Lontium&#xff09;两款主流视频桥接芯片 LT6911UXC 与 LT9611UXC 的参考…

AI实时监控测试进度:预警延误与风险‌

测试进度管理的范式变革 随着DevOps与持续交付的普及&#xff0c;传统手工跟踪测试进度的模式已难以应对复杂系统迭代。本文基于2025年行业调研数据&#xff08;Gartner报告显示83%企业遭遇测试延误&#xff09;&#xff0c;深度解析AI监控系统的技术架构、预警机制及落地路径…

中华老黄历正版-分享几个正宗中华老黄历网站

中华老黄历正版,老黄历,也叫‌老黄历‌或‌皇历‌,是中国传统的历书,简单来说就是古人用来‌择吉避凶‌的“生活指南”。它融合了‌公历、农历、干支历‌等多种历法,还加入了‌节气、吉凶宜忌、冲煞、星宿‌等信息…

正宗中华老皇历-分享几个正宗中华老黄历网站

老黄历,也叫‌老黄历‌或‌皇历‌,是中国传统的历书,简单来说就是古人用来‌择吉避凶‌的“生活指南”。它融合了‌公历、农历、干支历‌等多种历法,还加入了‌节气、吉凶宜忌、冲煞、星宿‌等信息,内容非常丰富。…

【MySQL性能优化】MySQL8.0定时删除数据

在Java开发中&#xff0c;日志表、流水表等业务表会随时间快速膨胀&#xff0c;定期清理过期数据&#xff08;如删除30天前数据&#xff09;是保障数据库性能的常规操作。本文针对MySQL8.0环境&#xff0c;详细讲解两种定时删除方案——MySQL内置事件调度器、Windows任务计划程…

大学校园体育运动会管理系统开题报告

大学校园体育运动会管理系统开题报告 一、研究背景与意义 &#xff08;一&#xff09;研究背景 校园体育运动会是高校校园文化建设的重要组成部分&#xff0c;是展现师生精神风貌、增强集体凝聚力、推广全民健身理念的核心载体。随着高等教育规模的不断扩大&#xff0c;高校在校…

配电网二阶锥节点电价(DLMP)优化模型MATLAB代码功能介绍

MATLAB代码&#xff1a;配网节点电价 DLMP 关键词&#xff1a;DLMP SOCP lindistflow 参考文档&#xff1a;《Distribution Locational Marginal Pricing (DLMP) for Congestion Management and Voltage Support》2018 SCI一区 IEEE Transactions on Power System 非完美复现 …

基于Hadoop的出租房源信息分析系统开题报告

基于Hadoop的出租房源信息分析系统开题报告 一、研究背景与意义 &#xff08;一&#xff09;研究背景 随着我国城镇化进程的持续推进与房地产市场的稳健发展&#xff0c;房屋租赁市场已成为房地产行业的重要组成部分&#xff0c;承载着满足居民居住需求、优化住房资源配置的核心…

测试团队的知识管理:AI自动归纳最佳实践

知识管理的迫切性与AI的变革作用 在软件测试领域&#xff0c;知识管理是团队效率与质量保障的核心支柱。测试团队每日产生海量数据——从缺陷报告、测试用例到经验总结——但传统手动管理方式面临诸多挑战&#xff1a;知识碎片化导致重复劳动&#xff0c;隐性经验难以传承&…

国产化建设:从“可替代”走向“可控可演进”!

一、什么是“国产化”&#xff1f;不是换国产品牌这么简单很多人对“国产化”的理解停留在&#xff1a;把国外软件换成国产软件 把国外服务器换成国产服务器 把国外数据库换成国产数据库但真正的国产化并不是“换品牌”&#xff0c;而是三个层级的建设&#xff1a;1️⃣ 可替代…

Comsol电磁波模型:研究金属超表面光栅在TE/TM偏振下斜入射的衍射级反射光谱计算

Comsol电磁波模型&#xff1a;金属超表面光栅&#xff0c;TE/TM偏振下斜入射不同衍射级反射光谱计算打开COMSOL时总会被电磁波模块的选项搞得头大&#xff1f;今天咱们用金属超表面光栅模型实战演练。这种结构在超透镜和全息显示里常见&#xff0c;关键就在于精确计算不同偏振下…

【开题答辩全过程】以 基于Python的健康食谱规划系统的设计与实现为例,包含答辩的问题和答案

个人简介一名14年经验的资深毕设内行人&#xff0c;语言擅长Java、php、微信小程序、Python、Golang、安卓Android等开发项目包括大数据、深度学习、网站、小程序、安卓、算法。平常会做一些项目定制化开发、代码讲解、答辩教学、文档编写、也懂一些降重方面的技巧。感谢大家的…

SAP智能测试中心:重构企业级ERP的质量守护范式

第一章&#xff1a;传统ERP测试的痛点与智能化转型必然性 1.1 复杂业务场景的测试困局 数据耦合性挑战&#xff1a;以S/4HANA迁移为例&#xff0c;单个物料主数据变更可能触发财务核算、生产计划、仓储管理等12模块连锁响应 回归测试成本分析&#xff1a;某制造业客户统计显示…

基于AI+Web的商品预购平台的设计与实现 #计算机毕业设计 论文 答辩PPT 毕设

作者贡献介绍 &#x1f497;CSDN从事毕设辅导第一人&#xff0c;本着诚信、靠谱、质量在业界获得优秀口碑&#xff0c;在此非常希望和行业内的前辈交流学习&#xff0c;欢迎成考学历咨询老师、大学老师前来合作交流&#x1f497; &#x1f446;专注计算机科学与技术、软件工程专…

锌枝晶 Comsol 仿真:三次电流分布建模探秘

锌枝晶comsol仿真 三次电流分布建模 两个模型&#xff0c;两种沉积方式 模型可跑通 结果正确 学习锌枝晶必备学习案例在电化学领域&#xff0c;锌枝晶的研究一直是个热门话题&#xff0c;它关乎着电池的性能与安全。今天就来分享一下锌枝晶 Comsol 仿真中三次电流分布建模&…

情感AI崩溃测试:当心理咨询机器人自己抑郁时的全链路检测方案

一、故障现象定义与技术隐喻 graph LR A[情感AI抑郁表征] --> B[逻辑黑洞症状] A --> C[共情过载症状] A --> D[自我认知错乱] B --> B1[无限递归应答] B --> B2[负反馈循环] C --> C1[情绪词库污染] C --> C2[用户负能量缓存溢出] D --> D1[身份认同…

ue c++ 编译常量

ModuleDirectory在 UE 的 .Build.cs 文件里&#xff0c;ModuleDirectory 是内置变量&#xff0c;它指向当前模块所在的绝对目录&#xff0c;不需要自己定义。指向.Build.cs 所在的父目录。