Problem mit A* Pathfinder-Algorithmus

VanillaVq

Neues Mitglied
Hallo zusammen,

ich bin ganz neu hier und hoffe, dass dieser Beitrag im richtigen Sub-Forum gelandet ist.
Ich habe ein Problem mit der Implementierung des A*-Algorithmus, mit dem ich in einem Spiel ein Labyrinth durchlaufe.

Der Code funktioniert prinzipiell, ich kann damit meine Maps durchlaufen. Aber manchmal kommt folgende Fehlermeldung (vgl. auch mein Log ganz unten):
Java:
Exception in thread "Thread-2" java.util.NoSuchElementException
	at java.util.LinkedList.getFirst(Unknown Source)
	at util.NodeList.getFirst(NodeList.java:43)
	at util.Map.findeWegVonNachMitAStar(Map.java:122)
	at util.Map.findeWeg(Map.java:97)
	at util.Map.getNearestFeld(Map.java:362)
	at util.Map.getNearestFeldOfInterest(Map.java:392)
	at Dehnis.erforschenUndSammeln(Dehnis.java:84)
	at Dehnis.play(Dehnis.java:65)
	at Dehnis.run(Dehnis.java:32)
	at aup.contest.DukeRunner.run(DukeRunner.java:13)
	at java.lang.Thread.run(Unknown Source)

Ich habe erkannt, dass das Problem ist, dass meine Open-Liste "leer" wird und der Algorithmus dann logischerweise nicht mehr auf das erste Element zugreifen kann. Mir ist aber nicht klar, wo der eigentliche Fehler im Code ist. Ich muss einerseits verhindern, dass die Open-Liste "leerläuft", und andererseits sicherstellen, dass der Algorithmus trotzdem tut, was er soll.

Ach ja, wichtig zu wissen: Wenn der Algorithmus einen Weg finden soll, dann habe ich vorher bereits sichergestellt, dass es einen Weg geben muss! D.h. es kann mit Sicherheit nicht sein, dass die Fehlermeldung kommt, weil es keine Lösung gibt.

Ich bin für jede Hilfe sehr, sehr dankbar!!
LG Verena


Hier mein Code:
Java:
	private ArrayList<Integer> findeWegVonNachMitAStar(int start, int ziel) {

		// TEST
		if (start == 92 && ziel == 39) {
			logger.debug("Ich halte zu Testzwecken hier mal an.");
		}
		// TEST-Ende

		// Initialisierung
		NodeList open = new NodeList();
		NodeList closed = new NodeList();
		// den Startknoten als Node erzeugen und der open-Liste hinzufügen
		Node startknoten = new Node(start, 0); // Vorgänger ist hier -1
		open.addNode(startknoten);

		// Algorithmus
		while (open.getFirst().getId() != ziel) {
			Node current = open.removeFirst();
			closed.addNode(current);
			System.out.println(" ");
			logger.debug("Expandiere neuen Knoten: " + current.toString());

			// die Nachbarn zu current finden
			ArrayList<Integer> nachbarn = matrix.getAdjazenteFelder(current.getId());
			logger.debug("Nachbarn: " + Printer.printArrayList(nachbarn));
			// für alle nachbarn von current...
			for (int i = 0; i < nachbarn.size(); i++) {
				// Kosten errechnen und Node erstellen
				int cost = current.getCost() + 1;
				Node nachbar = new Node(nachbarn.get(i), cost, current.getId());
				nachbar.setDistance(getManhattenDistance(nachbar.getId(), ziel));
				// Node verwerten
				int nachbarInOpen = open.getIndexOfNodeinNodeList(nachbar);
				int nachbarInClosed = closed.getIndexOfNodeinNodeList(nachbar);
				//
				// Wenn der (neue) Nachbar bereits in OPEN ist, und seine Kosten
				// geringer sind...
				if (open.getSize() > 0 && nachbarInOpen != -1 && cost < open.get(nachbarInOpen).getCost()) {
					// ... diesen aus derOpenliste entfernen, denn der neue Pfad
					// ist besser.
					Node n = open.remove(nachbarInOpen);
					logger.debug("Entferne aus OPEN: " + n.toString());
				}
				// Wenn der (neue) Nachbar in CLOSED ist, und seine Kosten
				// geringer sind...
				if (closed.getSize() > 0 && nachbarInClosed != -1 && cost < closed.get(nachbarInClosed).getCost()) {
					// ... diesen aus CLOSED entfernen
					Node n = closed.remove(nachbarInClosed);
					logger.debug("Entferne aus CLOSED: " + n.toString());
				}
				// Wenn der (neue) Nachbar weder in CLOSED noch in OPEN ist...
				if (nachbarInOpen == -1 && nachbarInClosed == -1) {
					// add Nachbar zu OPEN
					logger.debug("Füge hinzu zu OPEN: " + nachbar.toString());
					open.addNode(nachbar);
					// die OPEN-Liste nach Prioritäten ordnen.
					open.priorize();
				}
				
			}
			logger.debug("OPEN-Size: "+open.getSize());
			logger.debug("CLOSED-Size: "+closed.getSize());
		}
		// Pfad rückwärts zusammenbauen
		ArrayList<Integer> wegListe = new ArrayList<Integer>();
		ArrayList<Integer> weg = new ArrayList<Integer>();
		Node currNode = open.getFirst();
		int currId = open.getFirst().getId();
		wegListe.add(currId);
		do {
			currId = currNode.getParent();
			wegListe.add(currId);
			currNode = closed.getNodeById(currId);
		} while (currId != start);
		// Die ArrayList umsortieren
		for (int i = wegListe.size() - 1; i >= 0; i--) {
			weg.add(wegListe.get(i));
		}
		return weg;
	}

Folgendes gibt mein Logger in der Console aus (nicht erschrecken, ist viel):
Code:
DEBUG - Finde Weg von: 92 nach: 39
DEBUG - Ich halte zu Testzwecken hier mal an.

### Hier habe ich etwas aus dem Log entfernt, da es sonst zu viel Text geworden wäre ###
   
DEBUG - Expandiere neuen Knoten: [ID: 301, Cost: 32, Distance: 32, Parent: 321]
DEBUG - Nachbarn: 300, 321, 
DEBUG - Füge hinzu zu OPEN: [ID: 300, Cost: 33, Distance: 33, Parent: 301]
DEBUG - OPEN-Size: 4
DEBUG - CLOSED-Size: 243
 
DEBUG - Expandiere neuen Knoten: [ID: 320, Cost: 32, Distance: 34, Parent: 321]
DEBUG - Nachbarn: 300, 321, 340, 
DEBUG - OPEN-Size: 3
DEBUG - CLOSED-Size: 244
 
DEBUG - Expandiere neuen Knoten: [ID: 300, Cost: 33, Distance: 33, Parent: 301]
DEBUG - Nachbarn: 280, 301, 320, 
DEBUG - Füge hinzu zu OPEN: [ID: 280, Cost: 34, Distance: 32, Parent: 300]
DEBUG - OPEN-Size: 3
DEBUG - CLOSED-Size: 245
 
DEBUG - Expandiere neuen Knoten: [ID: 340, Cost: 31, Distance: 35, Parent: 341]
DEBUG - Nachbarn: 320, 341, 
DEBUG - OPEN-Size: 2
DEBUG - CLOSED-Size: 246
 
DEBUG - Expandiere neuen Knoten: [ID: 280, Cost: 34, Distance: 32, Parent: 300]
DEBUG - Nachbarn: 300, 
DEBUG - OPEN-Size: 1
DEBUG - CLOSED-Size: 247
 
DEBUG - Expandiere neuen Knoten: [ID: 381, Cost: 30, Distance: 36, Parent: 361]
DEBUG - Nachbarn: 361, 382, 
DEBUG - OPEN-Size: 0
DEBUG - CLOSED-Size: 248
Exception in thread "Thread-2" java.util.NoSuchElementException
	at java.util.LinkedList.getFirst(Unknown Source)
	at util.NodeList.getFirst(NodeList.java:43)
	at util.Map.findeWegVonNachMitAStar(Map.java:122)
	at util.Map.findeWeg(Map.java:97)
	at util.Map.getNearestFeld(Map.java:362)
	at util.Map.getNearestFeldOfInterest(Map.java:392)
	at Dehnis.erforschenUndSammeln(Dehnis.java:84)
	at Dehnis.play(Dehnis.java:65)
	at Dehnis.run(Dehnis.java:32)
	at aup.contest.DukeRunner.run(DukeRunner.java:13)
	at java.lang.Thread.run(Unknown Source)
 
S

SlaterB

Gast
falls eine leere Liste erlaubt ist, würde ich die Schleifen-Bedingung um einen entsprechenden Test erweitert
while (open ist nicht leer und open.getFirst().getId() != ziel) {

du sagst das ist nicht möglich, aber wie sicher kann man sich dabei schon sein,
wer weiß welche Randbedingung du nicht bedacht hast,

die 80 Zeilen jetzt daraufhin gedanklich zu analysieren scheint aufwendig,
wie viel einfacher wäre dagegen ein lauffähiges Testprogramm, gleich mit dem ganzen Netz und einer Testsuche, die reproduzierbar zum Fehler führt,
dazu eine kleine Erklärung warum es eigentlich einen Weg geben sollte (Skizze, Richtungsangaben oder so)

---

> OPEN-Size: 4
> DEBUG - CLOSED-Size: 243

toll wäre natürlich ein kleineres Beispiel mit nur 5 Knoten, aber das kann man sicher nicht erzwingen,
wenn du irgendeinen Problemfall gefunden hast, dann ist das schon gut
 

VanillaVq

Neues Mitglied
Ich habe meinen Code wie folgt abgeändert (Zeile 38-43) und jetzt funktioniert es. Danke trotzdem!!!

Java:
	private ArrayList<Integer> findeWegVonNachMitAStar(int start, int ziel) {

		// TEST
		if (start == 92 && ziel == 39) {
			logger.debug("Ich halte zu Testzwecken hier mal an.");
		}
		// TEST-Ende

		// Initialisierung
		NodeList open = new NodeList();
		NodeList closed = new NodeList();
		// den Startknoten als Node erzeugen und der open-Liste hinzufügen
		Node startknoten = new Node(start, 0); // Vorgänger ist hier -1
		open.addNode(startknoten);

		// Algorithmus
		while (open.getFirst().getId() != ziel) {
			Node current = open.removeFirst();
			closed.addNode(current);
			System.out.println(" ");
			logger.debug("Expandiere neuen Knoten: " + current.toString());

			// die Nachbarn zu current finden
			ArrayList<Integer> nachbarn = matrix.getAdjazenteFelder(current.getId());
			logger.debug("Nachbarn: " + Printer.printArrayList(nachbarn));
			// für alle nachbarn von current...
			for (int i = 0; i < nachbarn.size(); i++) {
				// Kosten errechnen und Node erstellen
				int cost = current.getCost() + 1;
				Node nachbar = new Node(nachbarn.get(i), cost, current.getId());
				nachbar.setDistance(getManhattenDistance(nachbar.getId(), ziel));
				// Node verwerten
				int nachbarInOpen = open.getIndexOfNodeinNodeList(nachbar);
				int nachbarInClosed = closed.getIndexOfNodeinNodeList(nachbar);
				//
				// Wenn der (neue) Nachbar bereits in OPEN ist, und seine Kosten
				// geringer sind...
				//if (open.getSize() > 0 && nachbarInOpen != -1 && cost < open.get(nachbarInOpen).getCost()) {
					// ... diesen aus derOpenliste entfernen, denn der neue Pfad
					// ist besser.
					//Node n = open.remove(nachbarInOpen);
					//logger.debug("Entferne aus OPEN: " + n.toString());
				//}
				// Wenn der (neue) Nachbar in CLOSED ist, und seine Kosten
				// geringer sind...
				if (closed.getSize() > 0 && nachbarInClosed != -1 && cost < closed.get(nachbarInClosed).getCost()) {
					// ... diesen aus CLOSED entfernen
					Node n = closed.remove(nachbarInClosed);
					logger.debug("Entferne aus CLOSED: " + n.toString());
				}
				// Wenn der (neue) Nachbar weder in CLOSED noch in OPEN ist...
				if (nachbarInOpen == -1 && nachbarInClosed == -1) {
					// add Nachbar zu OPEN
					logger.debug("Füge hinzu zu OPEN: " + nachbar.toString());
					open.addNode(nachbar);
					// die OPEN-Liste nach Prioritäten ordnen.
					open.priorize();
				}
				
			}
			logger.debug("OPEN-Size: "+open.getSize());
			logger.debug("CLOSED-Size: "+closed.getSize());
		}
		// Pfad rückwärts zusammenbauen
		ArrayList<Integer> wegListe = new ArrayList<Integer>();
		ArrayList<Integer> weg = new ArrayList<Integer>();
		Node currNode = open.getFirst();
		int currId = open.getFirst().getId();
		wegListe.add(currId);
		do {
			currId = currNode.getParent();
			wegListe.add(currId);
			currNode = closed.getNodeById(currId);
		} while (currId != start);
		// Die ArrayList umsortieren
		for (int i = wegListe.size() - 1; i >= 0; i--) {
			weg.add(wegListe.get(i));
		}
		return weg;
	}
 
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