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:
1 2 3 4 5 6 7 8 9 | 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。
1 2 3 4 5 6 7 8 | 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。
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 | 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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