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c++ - A* 开放集的最佳数据结构是什么?

coder 2023-11-17 原文

我第一次开发 A*,我对开放集使用 priority_queue,直到我意识到您需要检查节点是否也在开放集中,而不仅仅是关闭的。

问题是,你不能遍历优先级队列..那么为什么每个人都推荐开放集的优先级队列呢?这还是最好的选择吗?我认为迭代它的唯一方法是制作一个拷贝,这样我就可以从中弹出所有内容(巨大的成本)。

在 A* 上使用什么最好的数据结构?

最佳答案

优先级队列 (PQ) 是一种抽象数据结构 (ADS)。有很多实现它们的可能性。不幸的是,C++ 标准库提供的 priority_queue 相当有限,其他实现更适合实现 A*。剧透:你可以使用 std::set/multiset 而不是 std::priority_queue。但请继续阅读:

那么实现A*需要从优先级队列中得到的是:

  1. 获取成本最低的节点
  2. 降低任意元素的成本

任何优先级队列都可以执行 1.,但对于 2.,您需要一个“可变”优先级队列。 Standard-Lib 无法做到这一点。此外,您需要一种简单的方法来查找优先级队列中的条目,找出减少键的位置(当 A* 找到通往已打开节点的更好路径时)。有两种基本方法:在图形节点中存储优先级队列元素的句柄(或使用映射为每个图形节点存储这些句柄)- 或者插入图形节点本身。

对于第一种情况,您可以为每个节点存储句柄,您可以将 std::multiset 用于您的优先级队列。 std::multiset::first() 将始终是您的“最低成本” key ,您可以通过将其从集合中移除、更改值并重新插入以及更新句柄来减少 key 。或者,您可以使用 Boost.Heap 中的可变优先级队列,它直接支持“decrease-key”。

对于第二种情况,您需要某种“侵入式”二叉树 - 因为您的寻路节点本身需要在优先级队列中。如果您不想自己动手,请参阅 Boost.Intrusive 中的有序关联容器。

关于c++ - A* 开放集的最佳数据结构是什么?,我们在Stack Overflow上找到一个类似的问题: https://stackoverflow.com/questions/12253616/

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