https://github.com/renanstn/a-star-algorithm
Implementação de um algoritmo A* (A star), utilizado, para encontrar caminhos entre um ponto A e um ponto B de um labirinto ou matriz 2D com obstáculos.
https://github.com/renanstn/a-star-algorithm
a-star-algorithm python
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Implementação de um algoritmo A* (A star), utilizado, para encontrar caminhos entre um ponto A e um ponto B de um labirinto ou matriz 2D com obstáculos.
- Host: GitHub
- URL: https://github.com/renanstn/a-star-algorithm
- Owner: renanstn
- Created: 2020-05-11T20:06:00.000Z (almost 6 years ago)
- Default Branch: master
- Last Pushed: 2020-05-26T18:28:21.000Z (almost 6 years ago)
- Last Synced: 2025-01-28T19:48:33.022Z (about 1 year ago)
- Topics: a-star-algorithm, python
- Language: Python
- Homepage:
- Size: 2.81 MB
- Stars: 2
- Watchers: 1
- Forks: 0
- Open Issues: 0
-
Metadata Files:
- Readme: README.md
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README
# A* (A Star) Algorithm
>Implementação de um algoritmo A* (A star) em Python.
Este algoritmo recebe:
- um labirinto, feito a partir de uma matriz 2D
- uma posição de partida
- uma posição de destino
- o caractere pelo qual ele pode "caminhar"
E calcula a menor rota para chegar até o destino.
## Como funciona
Imaginando o labirinto como uma matriz bidimensional, o algoritmo tenta sempre avançar na direção do destino, usando valores de "custos" para cada node.
O **custo** de um node é dado pela fórmula:
`F = G + H`
Onde:
- G = Distância entre o **node atual** e o **node de partida**
- H = Distância entre o **node atual** e o **node de destino**
Para melhor entendimento do algoritmo A*, leia [este](https://medium.com/@nicholas.w.swift/easy-a-star-pathfinding-7e6689c7f7b2) artigo, que serviu de base para eu desenvolver este estudo.
## Rodando
Este projeto possui um arquivo de exemplo em `src/`, onde os seguintes passos são dados:
- Primeiramente definimos nosso "labirinto", no meu caso, fiz uma matriz 2D com numeros 1 e 0:
```
[0, 1, 1, 1, 1]
[1, 1, 1, 1, 0]
[1, 0, 0, 1, 1]
[1, 0, 0, 0, 1]
[0, 1, 1, 1, 1]
[0, 1, 0, 1, 0]
[0, 1, 0, 1, 1]
[1, 1, 0, 0, 1]
```
>Considere o caractere 0 como parede, e o 1 como caminhos
*Neste labirinto, só se pode caminhar para cima, baixo, direita e esquerda. Não vamos trabalhar com as diagonais neste exemplo (mas o código está preparado para tratar as diagonais também, se você optar)*
- Defina o ponto de entrada, e de saída do labirinto
```py
start_point = (4, 0)
end_point = (0, 7)
```
- Inicialize um objeto `Maze`, passando como parâmetro a matriz, o caractere que representa onde ele pode percorrer, o ponto de entrada, e o ponto de saída
```py
maze = Maze(
field=field,
walkable=1,
start=start_point,
end=end_point
)
```
- Agora, basta chamar a função `a_star` passando o maze para ela resolver. Aqui também informamos se ele deve considerar movimentos na diagonal ou não
```py
path = a_star(maze, move_in_diagonals=False)
```
- O que será retornado em `path`, será a lista de coordenadas de todo o caminho desde o início até o fim do labirinto
- Utilizei a função auxiliar `print_maze_highlighting_nodes` para exibir o caminho que o algoritmo descobriu, no caso o caminho é desenhado usando `*`:
```
# # # * *
# # # * #
# # # * *
# # # # *
# * * * *
# * # # #
# * # # #
* * # # #
```
## Créditos
O GIF que ilustra o algoritmo funcionando veio [deste](https://atsushisakai.github.io/PythonRobotics/) repositório (que é maravilhoso, diga-se de passagem).
E o artigo que me baseei para fazer este estudo foi [este](https://medium.com/@nicholas.w.swift/easy-a-star-pathfinding-7e6689c7f7b2), porém fiz várias modificações para melhorar alguns pontos.