AtsushiSakai / AtsushiSakai/PythonRobotics
[Optimization] Enhancing D* Lite performance using heapq and lazy deletion
- Lingua principale
- Python
- Stelle
- 30.5k
- Fork
- 7.4k
- Merge medio
- 1g 9h
- PR unite (30g)
- 3
Descrizione
Hi,
The current implementation of the D* Lite algorithm in `PathPlanning/DStarLite` uses a standard Python list for the priority queue `U`, which is sorted using `.sort()` during every `update_vertex` and `compute_shortest_path` call. This leads to a time complexity of approximately $O(n \log n)$ for queue operations in each iteration.
I have developed an optimized version that utilizes a **Min-Heap** (`heapq`) and an **Entry Finder** dictionary to implement **Lazy Deletion**. This reduces the complexity of priority queue updates to $O(\log n)$ and lookups to $O(1)$.
### Reason for Change
1. **Scalability:** The current sorting-based approach becomes significantly slow as the grid size increases or when the map has high-frequency obstacle updates.
2. **Efficiency:** Using `heapq` with a dictionary for node tracking is the standard, high-performance way to implement incremental search algorithms.
### Proposed Changes
* Replace the `list.sort()` mechanism with `heapq`.
* Introduce an `entry_finder` to handle node priority updates efficiently.
* Maintain consistency in the animation logic with the existing implementation.
I have already implemented and tested these changes locally and would like to submit a Pull Request.
Guida per i contributori
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Direzione di ricerca
Inizia in PathPlanning/DStarLite e analizza come viene ordinata la lista U durante update_vertex e compute_shortest_path. Confronta il comportamento attuale della coda con heapq di Python e con l’approccio proposto della cancellazione differita tramite entry_finder, includendo la logica dell’animazione. Il lavoro è completato quando gli aggiornamenti della coda evitano di ordinare ripetutamente la lista, preservando il comportamento e l’animazione esistenti di D* Lite.
Scritto dal modello di indicizzazione a partire dal testo della issue.
Valutazione
- Stack tecnologico
- python
- Ambito
- robotics
- Tipo di issue
- Refactoring
- Difficoltà
- 4/5
- Tempo stimato
- 3-5 giorni
- Stato di attività
- Ferma
- Chiarezza
- Abbastanza chiara
- Idoneità per principianti
- 45/100