八数码问题实验报告Word下载.doc
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八数码问题实验报告Word下载.doc
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2.原理描述:
启发式搜索
(1)原理
启发式搜索就是在状态空间中的搜索对每一个搜索的位置进行评估,得到最好的位置,再从这个位置进行搜索直到目标。
这样可以省略大量无谓的搜索路径,提高了效率。
在启发式搜索中,对位置的估价是十分重要的。
采用了不同的估价可以有不同的效果。
(2)估价函数
计算一个节点的估价函数,可以分成两个部分:
1、已经付出的代价(起始节点到当前节点);
2、将要付出的代价(当前节点到目标节点)。
节点n的估价函数定义为从初始节点、经过n、到达目标节点的路径的最小代价的估计值,即=+。
是从初始节点到达当前节点n的实际代价;
是从节点n到目标节点的最佳路径的估计代价。
所占的比重越大,越趋向于宽度优先或等代价搜索;
反之,的比重越大,表示启发性能就越强。
(3)算法描述:
①把起始节点S放到OPEN表中,并计算节点S的;
②如果OPEN是空表,则失败退出,无解;
③从OPEN表中选择一个值最小的节点。
如果有几个节点值相同,当其中有一个
为目标节点时,则选择此目标节点;
否则就选择其中任一个节点作为节点;
④把节点从OPEN表中移出,并把它放入CLOSED的已扩展节点表中;
⑤如果是个目标节点,则成功退出,求得一个解;
⑥扩展节点,生成其全部后继节点。
对于的每一个后继节点:
计算;
如果既不在OPEN表中,又不在CLOCED表中,则用估价函数把
它添入OPEN表中。
从加一指向其父节点的指针,以便一旦找到目标节点时记住一个解答路径;
如果已在OPEN表或CLOSED表中,则比较刚刚对计算过的和前面计算过的该节点在表中的值。
如果新的较小,则
(I)以此新值取代旧值。
(II)从指向,而不是指向他的父节点。
(III)如果节点在CLOSED表中,则把它移回OPEN表中。
⑦转向②,即GOTO②。
(3)算法流程图:
四、实验结果
输入矩阵:
目标矩阵:
2
8
3
1
4
5
7
6
五、实验小结
通过本次试验,我对启发式搜索有了更加深入的了解。
在实验中,通过对两种启发式搜索所扩在的节点数来看,看来比更加有效,能在复杂情况下求得更加优质的解,避免不必要的节点的扩展。
所以,要更好地定义一个估价函数还有待深入讨论。
源代码:
#include"
stdio.h"
#definenum3//宏定义数码的行列数为3
/*显示当前待调整数码矩阵*/
voidshow(intbegin[num][num])
{
for(inti=0;
i<
num;
i++)
{
for(intj=0;
j<
j++)
printf("
%d"
begin[i][j]);
printf("
\n"
);
}
printf("
}
/*交换数码中的begin[row_one][column_one]与begin[row_two][column_two]这两个数*/
voidexchange(intbegin[num][num],introw_one,intcolumn_one,introw_two,intcolumn_two)
inttemp;
temp=begin[row_two][column_two];
begin[row_two][column_two]=begin[row_one][column_one];
begin[row_one][column_one]=temp;
/*判断待调整的数码与最终数码相比正确位置数码的个数*/
intjudge(intbegin[num][num],intend[num][num])
intcount=0;
//count记录数码中正确位置的个数
i++)//检查当前图形的正确度
{
if(begin[i][j]==end[i][j]&
&
end[i][j]!
=0)
count++;
}
returncount;
//返回数码中正确位置的个数
/*将待调整数码从开始位置移动到终止位置,并将其过程输出*/
intyidong(intbegin[num][num],intend[num][num]
,intright,intjishu,intji_shu[50][3][3]
,intbiaoji,introw,intcolumn)//biaoji存储上一轮移动的反方向代号
{
inttemp_zhi;
show(begin);
//显示数组矩阵
if(jishu>
=20)
return0;
intnode;
//,node为标记
//存储当前待调整数码正确的个数
for(intq=0;
q<
jishu;
q++)//检查交换后的end[][]图形是否先前已经遍历过了
node=1;
for(intw=0;
w<
num&
node;
w++)
for(intr=0;
r<
r++)
if(ji_shu[q][w][r]!
=begin[w][r])
node=0;
if(node==1)//如果先前遍历过,返回0
return0;
i++)
ji_shu[jishu][i][j]=begin[i][j];
if(right==num*num-1)//如果待调整数码与最终数码完全相同时,返回1
return1;
if(row>
0&
biaoji!
=0)//存储0的位置不是在第一行
exchange(begin,row-1,column,row,column);
//将0与其上面的元素交换存储位置
temp=judge(begin,end);
if(temp<
right)//如果交换后正确数码的个数不大于原来正确数码的个数
exchange(begin,row-1,column,row,column);
//再将其交换回来
elseif(temp>
=right)//如果交换后正确数码的个数大于或等于原来正确数码的个数
temp_zhi=yidong(begin,end,temp,jishu+1,ji_shu,2,row-1,column);
if(temp_zhi==1)//进行下一步的移动
return1;
exchange(begin,row-1,column,row,column);
//再将其交换回来
if(column>
=1)
exchange(begin,row,column-1,row,column);
//将0与其左边的元素交换存储位置
if(temp<
right)
exchange(begin,row,column-1,row,column);
=right)
temp_zhi=yidong(begin,end,temp,jishu+1,ji_shu,3,row,column-1);
if(temp_zhi==1)
return1;
exchange(begin,row,column-1,row,column);
if(row<
num-1&
=2)
exchange(begin,row+1,column,row,column);
//将0与其下面的元素交换存储位置
right)
exchange(begin,row+1,column,row,column);
temp_zhi=yidong(begin,end,temp,jishu+1,ji_shu,0,row+1,column);
if(temp_zhi==1)
return1;
exchange(begin,row+1,column,row,column);
if(column<
=3)
exchange(begin,row,column+1,row,column);
//将0与其右边的元素交换存储位置
exchange(begin,row,column+1,row,column);
elseif(temp>
=right)
temp_zhi=yidong(begin,end,temp,jishu+1,ji_shu,1,row,column+1);
if(temp_zhi==1)
return1;
exchange(begin,row,column+1,row,column);
r
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