A*(Aスター)アルゴリズムのPython実装

AI/ML

概要

このリポジトリは「Algoritmo A* (A estrella) en Python」をテーマに、A*(Aスター)アルゴリズムの基本実装をPythonで提供します。グリッド上やグラフでの最短経路探索を行うための主要ロジックに加え、セル単位のウィジェットや可視化用の画像リソースが含まれており、アルゴリズムの学習やデモ作成に向いています。コードは比較的シンプルで、教育目的や小規模プロジェクトのベースとして活用可能です。

GitHub

リポジトリの統計情報

  • スター数: 1
  • フォーク数: 0
  • ウォッチャー数: 1
  • コミット数: 4
  • ファイル数: 14
  • メインの言語: Python

主な特徴

  • A*アルゴリズムのシンプルかつ直感的な実装(Python)
  • グリッドセル管理用のウィジェット/クラスを同梱し、可視化や状態管理を容易に
  • 画像リソースやサンプル図を含み、結果の視覚確認が可能
  • 学習/教育用途に適した軽量構成

技術的なポイント

このリポジトリの技術的要点は、Aアルゴリズムのコアロジックと、それをグリッド表現に結びつける実装の明確さにあります。Aではノード(セル)ごとにg値(開始からの実コスト)、h値(ヒューリスティック推定)、f値(g+h)を管理します。実装ではこれらをノードオブジェクトのプロパティとして保持し、オープンリスト(優先度付き探索候補)とクローズドリスト(探索済みノード)を用いて最短経路を探索します。ヒューリスティックにはマンハッタン距離やユークリッド距離が想定され、グリッドの通行可否(障害物)判定や隣接ノード生成も含まれます。

さらに、セル管理用のcelda_widget.pyなどはセルの状態遷移(開始、目標、壁、開放、クローズ、経路)を扱えるような設計が見受けられ、可視化コードと組み合わせることで探索過程のアニメーションや図示が可能です。アルゴリズム自体は教育目的のため複雑な最適化(例:二重ヒープやインクリメンタルアップデート)を行っていないため、可読性が高くアルゴリズムの学習に適しています。一方で大規模グリッドやパフォーマンス重視の用途では優先度キューの最適化やヒューリスティックの調整、障害物が多い場合の処理改善(近傍探索の剪定など)が必要になります。

また、READMEには視覚例(image/image.png)を用いた説明があり、実行例や入力フォーマットの説明を参照することで、ローカル環境での動作確認が容易です。コードはPythonベースなので、Jupyter Notebookや簡易GUIと組み合わせたデモ作成も行いやすく、教育ワークショップやアルゴリズム解説資料の補助教材としても活用できます。

プロジェクトの構成

主要なファイルとディレクトリ:

  • .history: dir
  • README.md: file
  • pycache: dir
  • algoritmo_astar.py: file
  • celda_widget.py: file

…他 9 ファイル

(主なファイルの想定役割)

  • algoritmo_astar.py: A*アルゴリズムの実装本体。ノード評価、オープン/クローズドリスト管理、経路復元を行う。
  • celda_widget.py: グリッドのセルを表現するクラスや可視化補助関数。セル状態の更新や描画に関係。
  • README.md: 概要、使用方法、サンプル画像などのドキュメント。
  • image/: 可視化用の画像リソース(例: image.png)。
  • その他: テストや補助関数、設定ファイルなどが含まれる可能性があります。

まとめ

教育用途やデモ向けに適したシンプルで分かりやすいA*実装です(50字程度)。

リポジトリ情報:

READMEの抜粋:

Algoritmo A* (A estrella) en Python

Implementación del algoritmo A* (A estrella) en Python para encontrar la ruta más corta en un grafo o grid.

Ejemplo visual del algoritmo A* …