本篇简述一下IDA*算法,并列出代码帮助大家理解。


(1)算法简介

IDA*(ID A*)算法是一种启发式搜索算法,他是采取了迭代加深的 A*算法,使用了深度优先搜索的方式。

相对于A*算法,IDA*算法主要解决了:

1. A*算法需要判重,对优先级排序的问题。

2. A*算法使用堆,需要大量空间存储的问题。


(2)算法思想

IDA*算法的基本思想是设置一个搜索深度,这个搜索深度从0开始依次递增。使用深度优先搜索在这个深度内搜索目标,可以知道第一个找到目标的最小深度其实就是最短路径。


(3)回顾DFS

DFS是深度优先搜索,DFS的模板如下:

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void DFS(int u){
    if(isTarget(u)){//如果u是目标
        //记录u
    }
    for(int i=head[u];i;last[i]){//访问u的连接结点
        int v=to[i];
        DFS(v);
    }
}

(4)引入IDA*

因为IDA*基于迭代加深,所以需要一个函数来进行迭代加深。

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void incDeep(int u){
    for(int i=0;;i++){//深度加强
        if(IDAsstar(u,i)){
            //输出解
            break;
        }
    }
}

有了叠在加深之后,我们就可以写IDA*的核心代码了。

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bool IDAstar(int u,int deep){
    if(predict()>deep){//预测以最快的速度都得超过剩余深度才能达到终点
        return false;
    }
    if(isTarget(u)){//如果u是目标
        //记录u
        return true;
    }
    bool flag=false;
    if(deep>0){//还可以继续加深
        for(int i=head[u];i;last[i]){//访问u的连接结点
            int v=to[i];
            flag=flag|IDAstar(v,deep-1);//只要有一个是true就行,所以用|
        }
    }
    return flag;
}

(5)优化

IDA*基于深度优先,本文距离采用递归实现,递归有深度限制,改成栈模拟递归将会更优。


(6)缺点

每轮搜索失败进行迭代加深后都需要重新开始搜索。


(7)应用

适用于A*算法无法满足某些特殊要求时的一种替代算法。

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