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AEstrella.java
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AEstrella.java
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/*
* To change this license header, choose License Headers in Project Properties.
* To change this template file, choose Tools | Templates
* and open the template in the editor.
*/
package AEstrella;
import java.util.ArrayList;
/**
*
* @author mirse
*/
public class AEstrella {
//Mundo sobre el que se debe calcular A*
Mundo mundo;
//Camino
public char camino[][];
//Casillas expandidas
int camino_expandido[][];
//Número de nodos expandidos
int expandidos;
//Coste del camino
float coste_total;
public AEstrella(){
expandidos = 0;
mundo = new Mundo();
}
public AEstrella(Mundo m){
//Copia el mundo que le llega por parámetro
mundo = new Mundo(m);
camino = new char[m.tamanyo_y][m.tamanyo_x];
camino_expandido = new int[m.tamanyo_y][m.tamanyo_x];
expandidos = 0;
//Inicializa las variables camino y camino_expandidos donde el A* debe incluir el resultado
for(int i=0;i<m.tamanyo_x;i++)
for(int j=0;j<m.tamanyo_y;j++){
camino[j][i] = '.';
camino_expandido[j][i] = -1;
}
}
//Calcula el A*
public int CalcularAEstrella(){
boolean encontrado = false;
int result = -1;
coste_total = -1f;
ArrayList<Nodo> listaInterior = new ArrayList<Nodo>();
ArrayList<Nodo> listaFrontera = new ArrayList<Nodo>();
Nodo inicial = new Nodo(mundo.getCaballero());// g = 0
inicial.setH(calcularH(inicial.getPosicion()));
inicial.setF();
listaFrontera.add(inicial);
while(!listaFrontera.isEmpty()){
Nodo n = menorF(listaFrontera);//tomar nodo con menor f, en primera iteracion será el inicial
if(mundo.getCelda(n.getX(), n.getY())== 'd'){
encontrado = true;
reconstruirCamino(n);
coste_total = n.getG();
result = n.getG();
listaFrontera.clear();
}
else{
listaFrontera.remove(n);
listaInterior.add(n);
agregarExpandido(n);
expandidos++;
calcularVecinos(n,listaInterior,listaFrontera);
}
}
//Si ha encontrado la solución, es decir, el camino, muestra las matrices camino y camino_expandidos y el número de nodos expandidos
if(encontrado){
//Mostrar las soluciones
System.out.println("Camino");
mostrarCamino();
System.out.println("Camino explorado");
mostrarCaminoExpandido();
System.out.println("Nodos expandidos: "+expandidos);
}
return result;
}
public void calcularVecino(Nodo n, Coordenada vecino, int valorVecino, ArrayList<Nodo> listaInterior, ArrayList<Nodo> listaFrontera) {
Boolean enInterior = false;
for (Nodo nInterior : listaInterior) {
if (nInterior.getX() == vecino.getX() && nInterior.getY() == vecino.getY())
enInterior = true;
}
if (!enInterior) {
int gInterior = n.getG() + valorVecino;
Boolean enFrontera = false;
for (Nodo nFrontera : listaFrontera) {
if (nFrontera.getX() == vecino.getX() && nFrontera.getY() == vecino.getY()) {
enFrontera = true;
if (nFrontera.getG() > gInterior) {
nFrontera.setPadre(n);
nFrontera.setG(gInterior);
nFrontera.setF();
}
}
}
if (!enFrontera) {
float h = calcularH(vecino);
Nodo m = new Nodo(vecino, h + gInterior, gInterior,h, n);
listaFrontera.add(m);
}
}
}
public void calcularVecinos(Nodo n, ArrayList<Nodo> listaInterior, ArrayList<Nodo> listaFrontera){
int movimientos_pares[][] = new int[6][2];
int movimientos_impares[][] = new int[6][2];
//Establece los movimientos posibles para las filas pares
movimientos_pares[0][0] = -1; movimientos_pares[0][1] = 0; //Hacia arriba izquierda, resta una fila
movimientos_pares[1][0] = -1; movimientos_pares[1][1] = 1; //Hacia arriba derecha, resta una fila y suma una columna
movimientos_pares[2][0] = 0; movimientos_pares[2][1] = -1; //Retroceder izquierda, resta columna
movimientos_pares[3][0] = 0; movimientos_pares[3][1] = 1; //Avanzar derecha, suma columna
movimientos_pares[4][0] = 1; movimientos_pares[4][1] = 0; //Hacia abajo izquierda, suma fila
movimientos_pares[5][0] = 1; movimientos_pares[5][1] = 1; //Hacia abajo derecha, suma fila y suma columna
//Establece los movimientos posibles para las filas impares
movimientos_impares[0][0] = -1; movimientos_impares[0][1] = -1; //Hacia arriba izquierda, resta una fila y resta una columna
movimientos_impares[1][0] = -1; movimientos_impares[1][1] = 0; //Hacia arriba derecha, resta una fila
movimientos_impares[2][0] = 0; movimientos_impares[2][1] = -1; //Retroceder izquierda, resta columna
movimientos_impares[3][0] = 0; movimientos_impares[3][1] = 1; //Avanzar derecha, suma columna
movimientos_impares[4][0] = 1; movimientos_impares[4][1] = -1; //Hacia abajo izquierda, suma fila y resta una columna
movimientos_impares[5][0] = 1; movimientos_impares[5][1] = 0; //Hacia abajo derecha, suma fila
int x_vecino;
int y_vecino;
Coordenada vecino;
int valorVecino;
for(int i=0; i<6; i++){
if(n.getY()%2 == 0){
y_vecino = n.getY() + movimientos_pares[i][0];
x_vecino = n.getX() + movimientos_pares[i][1];
}else{
y_vecino = n.getY() + movimientos_impares[i][0];
x_vecino = n.getX() + movimientos_impares[i][1];
}
char celda = mundo.getCelda(x_vecino, y_vecino);
if(celda!='p' && celda!='b'){//diferente valor si aparece dragon (?)
valorVecino = calculaValor(celda);// se pasa la casilla para calcular su valor
vecino = new Coordenada(x_vecino,y_vecino); //vecino = m
calcularVecino(n, vecino, valorVecino, listaInterior, listaFrontera);
}
}
}
public Nodo menorF(ArrayList<Nodo> lista){
float menorF= Integer.MAX_VALUE;
Nodo menorNodo = null;
for(Nodo nodo: lista){//modificar para que seleccione alguno cuando hay dos menores
if(nodo.getF() < menorF){
menorF = nodo.getF();
menorNodo = nodo;
}
}
return menorNodo;
}
public int calculaValor(char casilla){
if(casilla == 'c' || casilla=='d')
return 1;
if(casilla =='h')
return 2;
if(casilla =='a')
return 3;
return 0;
}
public float[] evenr_to_cube(Coordenada c){
float x = c.getX() - (c.getY() + (c.getY()&1)) /2;
float z = c.getY();
float y = -x-z; //x * z
float[] res = {x,y,z};
return res;
}
public float manhattanHexagonal(Coordenada n, Coordenada dragon){
float[] cuboN = evenr_to_cube(n);
float[] cuboD = evenr_to_cube(dragon);
float x = Math.abs(cuboD[0]- cuboN[0]);
float y = Math.abs(cuboD[1]- cuboN[1]);
float z = Math.abs(cuboD[2]- cuboN[2]);
return (x+y+z)/2;
}
public float euclideaHexagonal(Coordenada n, Coordenada dragon){
float[] cuboN = evenr_to_cube(n);
float[] cuboD = evenr_to_cube(dragon);
float x = cuboD[0] - cuboN[0];
float y = cuboD[1] - cuboN[1];
float z = cuboD[2] - cuboN[2];
x = (float) Math.pow(x,2);
y = (float) Math.pow(y,2);
z = (float) Math.pow(z,2);
return (float) Math.sqrt((x+y+z)/2);
}
public float euclidea3d(Coordenada n, Coordenada dragon){
float[] cuboN = evenr_to_cube(n);
float[] cuboD = evenr_to_cube(dragon);
float x = cuboD[0] - cuboN[0];
float y = cuboD[1] - cuboN[1];
float z = cuboD[2] - cuboN[2];
x = (float) Math.pow(x,2);
y = (float) Math.pow(y,2);
z = (float) Math.pow(z,2);
return (float) Math.sqrt(x+y+z);
}
public float manhattan(Coordenada n, Coordenada dragon){
float x = dragon.getX() - n.getX();
float y = dragon.getY() - n.getY();
float absX = Math.abs(x);
float absY = Math.abs(y);
return absX + absY;
}
public float euclidea(Coordenada n, Coordenada dragon){
float x = dragon.getX() - n.getX();
float y = dragon.getY() - n.getY();
x = (float) Math.pow(x,2);
y = (float) Math.pow(y,2);
return (float) Math.sqrt(x+y);
}
public float calcularH(Coordenada n){
Coordenada dragon = mundo.getDragon();
float res = manhattanHexagonal(n,dragon);
return res;
}
public void reconstruirCamino(Nodo dragon){
int x = dragon.getX();
int y = dragon.getY();
camino[y][x] = 'X';
Nodo padre = dragon.getPadre();
while(padre!=null){//verificar
x = padre.getX();
y = padre.getY();
camino[y][x]='X';
padre = padre.getPadre();
}
}
public void agregarExpandido(Nodo n){
camino_expandido[n.getY()][n.getX()] = expandidos;
}
//Muestra la matriz que contendrá el camino después de calcular A*
public void mostrarCamino(){
for (int i=0; i<mundo.tamanyo_y; i++){
if(i%2==0)
System.out.print(" ");
for(int j=0;j<mundo.tamanyo_x; j++){
System.out.print(camino[i][j]+" ");
}
System.out.println();
}
}
//Muestra la matriz que contendrá el orden de los nodos expandidos después de calcular A*
public void mostrarCaminoExpandido(){
for (int i=0; i<mundo.tamanyo_y; i++){
if(i%2==0)
System.out.print(" ");
for(int j=0;j<mundo.tamanyo_x; j++){
if(camino_expandido[i][j]>-1 && camino_expandido[i][j]<10)
System.out.print(" ");
System.out.print(camino_expandido[i][j]+" ");
}
System.out.println();
}
}
public void reiniciarAEstrella(Mundo m){
//Copia el mundo que le llega por parámetro
mundo = new Mundo(m);
camino = new char[m.tamanyo_y][m.tamanyo_x];
camino_expandido = new int[m.tamanyo_y][m.tamanyo_x];
expandidos = 0;
//Inicializa las variables camino y camino_expandidos donde el A* debe incluir el resultado
for(int i=0;i<m.tamanyo_x;i++)
for(int j=0;j<m.tamanyo_y;j++){
camino[j][i] = '.';
camino_expandido[j][i] = -1;
}
}
public float getCosteTotal(){
return coste_total;
}
}
class Nodo{
private float f,h;
private int g;
private Coordenada posicion;
private Nodo padre;
public Nodo(Coordenada p){
posicion = new Coordenada(p);
g=0;
f=h= 0f;
padre = null;
}
public Nodo(Nodo p){
posicion = new Coordenada(p.getPosicion());
this.f = p.f;
this.g = p.g;
this.h = p.h;
padre = p.getPadre();
}
public Nodo(Coordenada c, float f, int g, float h, Nodo p){
posicion = c;
this.f = f;
this.g = g;
this.h = h;
this.padre = p;
}
public float getF() {
return f;
}
public Nodo getPadre() {
return padre;
}
public void setPadre(Nodo padre) {
this.padre = padre;
}
public void setF() {
this.f = g + h;
}
public int getG() {
return g;
}
public void setG(int g) {
this.g = g;
}
public float getH() {
return h;
}
public void setH(float h) {
this.h = h;
}
public Coordenada getPosicion() {
return posicion;
}
public void setPosicion(Coordenada posicion) {
this.posicion = posicion;
}
public int getX(){
return this.posicion.getX();
}
public int getY(){
return this.posicion.getY();
}
}