人工智能实验报告完整版八数码+验证解读.docx

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人工智能实验报告完整版八数码+验证解读

把数码问题就是把一串数字变为下边这个样子:

123

804

765

实现方法

1.

过程表示

源代码：

#include

staticintstyle[9]={1,2,3,6,7,4,5,8,0};//输入的数码

//2,5,4,3,0,7,1,8,63,2,1,8,0,4,7,6,51,0,4,2,7,3,8,5,61,0,3,8,2,4,7,6,5

staticintarrayStep41[6]={5,4,3,6,7,8};//第四步和第六步共用的数组，所以设为全局量

staticintarrayStep71[4]={3,6,7,4};

staticintlocal;//空格的地点

inti,j;//所用到的变量

intnumber=0;//记录挪动步数

voidprint（）;

voidstep1（）;

voidstep2（）;

voidstep3（）;

voidstep4（）;

voidstep5（）;

voidstep6（）;

voidstep7（）;

voidstep8（）;

voidstep9（）;

voidexchange（intx,inty）;

voidjudge（）;

voidjudge（）//判断空格地点

{

number=0;

for（i=0;i<9;i++）

{

if（style[i]==0）

{

local=i;

return;

}

}

}

voidexchange（intx,inty）//互换两个数

{

inttemp;

print（）;

temp=style[x];

style[x]=style[y];

style[y]=temp;

local=y;

number++;

}

voidstep1（）

{

intarrayStep11[5]={3,0,1,2,5};

intarrayStep12[6]={6,7,8,5,2,1};

if（（style[2]!

=0）&&style[2]!

=1）

return;

else

{

if（local==2）

{

if（style[1]==1）

exchange（2,5）;

else

exchange（2,1）;

return;

}

else

{

if（local==4）

{

exchange（4,1）;

i=2;

while（local!

=5）

{

exchange（arrayStep11[i],arrayStep11[i+1]）;

i++;

}

return;

}

for（i=0;i<3;i++）

{

if（arrayStep11[i]==local）

{

while（local!

=5）

{

exchange（arrayStep11[i],arrayStep11[i+1]）;

i++;

}

return;

}

}

for（i=0;i<4;i++）

{

if（arrayStep12[i]==local）

{

while（local!

=1）

{

exchange（arrayStep12[i],arrayStep12[i+1]）;

i++;

}

return;

}

}

}

}

return;

}

voidstep2（）

{

intarrayStep21[8]={0,3,6,7,8,5,4,1};

for（i=0;i<8;i++）

{

if（arrayStep21[i]==local）

{

while（style[0]!

=1）

{

exchange（arrayStep21[i%8],arrayStep21[（i+1）%8]）;

i++;

}

break;

}

}

}

voidstep3（）

{

intarrayStep31[8]={2,1,4,3,6,7,8,5};

for（i=0;i<8;i++）

{

if（arrayStep31[i]==local）

{

while（style[1]!

=2）

{

exchange（arrayStep31[i%8],arrayStep31[（i+1）%8]）;

i++;

}

break;

}

}

}

voidstep4（）

{

for（i=0;i<6;i++）

{

if（arrayStep41[i]==local）

{

while（（style[4]!

=3））

{

exchange（arrayStep41[i%6],arrayStep41[（i+1）%6]）;

i=（i+1）%6;

}

while（local!

=3）

{

exchange（arrayStep41[i%6],arrayStep41[（i+5）%6]）;

i=（i+5）%6;

}

break;

}

}

}

voidstep5（）

{

intarrayStep51[9]={3,0,1,4,5,2,1,0,3};

i=0;

do

{

exchange（arrayStep51[i],arrayStep51[i+1]）;

i++;

}

while（local!

=3）;

}

voidstep6（）

{

for（i=0;i<6;i++）

{

if（arrayStep41[i]==local）

{

while（style[5]!

=4）

{

exchange（arrayStep41[i%6],arrayStep41[（i+1）%6]）;

i++;

}

if（local==8）

exchange（8,7）;

break;

}

}

return;

}

voidstep7（）

{

for（i=0;i<4;i++）

{

if（arrayStep71[i]==local）

{

while（style[4]!

=5）

{

exchange（arrayStep71[i%4],arrayStep71[（i+1）%4]）;

i=（i+1）%4;

}

while（local!

=3）

{

exchange（arrayStep71[i%4],arrayStep71[（i+3）%4]）;

i=（i+3）%4;

}

break;

}

}

}

voidstep8（）

{

intarrayStep81[13]={3,0,1,2,5,4,7,8,5,2,1,0,3};

i=0;

do

{

exchange（arrayStep81[i],arrayStep81[i+1]）;

i++;

}

while（local!

=3）;

}

voidstep9（）

{

for（i=0;i<4;i++）

{

if（arrayStep71[i]==local）

{

while（style[7]!

=6）

{

exchange（arrayStep71[i%4],arrayStep71[（i+1）%4]）;

i=（i+1）%4;

}

while（local!

=4）

{

exchange（arrayStep71[i%4],arrayStep71[（i+3）%4]）;

i=（i+3）%4;

}

break;

}

}

}

voidprint（）

{

for（j=0;j<9;j++）

{

if（style[j]==0）

printf（"\t"）;

else

printf（"%d\t",style[j]）;

if（（j+1）%3==0）

printf（"\n"）;

}

printf（"************%d***********\n",number）;

}

voidloop（）

{

printf（"请输入数码：

\n"）;

for（i=0;i<9;i++）

scanf（"%d",&style[i]）;

judge（）;

step1（）;

step2（）;

step3（）;

if（style[2]!

=3）

{

step4（）;

step5（）;

}

step6（）;

if（style[8]!

=5）

{

step7（）;

step8（）;

}

step9（）;

print（）;

if（!

（（style[3]==8）&&（style[6]==7）））

printf（"用书上所给算法来看此数码错误！

\n"）;

}

voidmain（）

{

while

（1）

loop（）;

}

2.深度优先实现

/***************说明***********************

用宽度优先搜寻算法实现八数码问题

******************************************/

#include

#include

#include

#include

#include"string.h"

#include"assert.h"

#include"windows.h"

usingnamespacestd;

intwholeStyle[9]={2,8,3,1,6,4,7,0,5};

intstandard1[9]={1,2,3,8,0,4,7,6,5};

intlocal,i,j;

intstartKey=0,endKey=0,equalKey=1,tempSpace;

structnode*openHead,*open;//open表

structnode*closedHead,*closed;//closed表

structnode*tempNode;//临节气点

structnode*answer;//找到的路径

intnum=0;

structnode

{

intstyle[9];

structnode*next;

structnode*father;

};

voidupdateData（）//更新要判断数据

{

inti;

printf（"请输入八数码原始状态：

\n"）;

for（i=0;i<9;i++）

scanf（"%d",&wholeStyle[i]）;

printf（"请输入八数码最后状态：

\n"）;

for（i=0;i<9;i++）

scanf（"%d",&standard1[i]）;

}

voidjudge1（structnode*head）//判断空格地点

{

for（i=0;i<9;i++）

{

if（head->style[i]==0）

{

local=i;

return;

}

}

}

intjudge2（structnode*head）//判断能否与标准八数码相等，不相等返回值为0

{

for（i=0;i<9;i++）

{

if（head->style[i]!

=standard1[i]）

{

if（（i==3）&&（head->style[3]==standard1[6]））

;

elseif（（i==6）&&（head->style[6]==standard1[3]））

;

else

return0;

}

}

return1;

}

voidjudge3（）//判断重生成的八数码能否就是最后状态或许在open、closed表中出现

{

if（judge2（tempNode））

endKey=1;

else

{

while（openHead->next->next->style[0]!

=9）

{

for（i=0;i<9;i++）

{

if（openHead->next->next->style[i]!

=tempNode->style[i]）

{

equalKey=1;

break;

}

else

equalKey=0;

}

if（equalKey）//不相等

openHead=openHead->next;

else

break;

}

openHead=open->next;

if（equalKey）//不相等

{

while（closedHead->next->style[0]!

=9）

{

for（i=0;i<9;i++）

{

if（closedHead->next->style[i]!

=tempNode->style[i]）

{

equalKey=1;

break;

}

else

equalKey=0;

}

if（!

equalKey）//相等

break;

else

closedHead=closedHead->next;

}

closedHead=closed->next;

}

if（equalKey）//不相等

{

open->next=tempNode;

tempNode->next=openHead;

tempNode->father=openHead->next;

open=open->next;

}

}

}

voidprint（structnode*temp）//输出八数码表

{

for（j=0;j<9;j++）

{

if（temp->style[j]==0）

printf（"\t"）;

else

printf（"%d\t",temp->style[j]）;

if（（j+1）%3==0）

printf（"\n"）;

}

}

voidwrite2txt（）

{

ofstreamout（"F:

\\out_details.txt",ios:

:

app）;

if（out.fail（））

{

cerr<<"未找到文件"<

}

out<<"第"<<++num<<"步\n";

out<<"opentable：

\n";

while（openHead->next->style[0]!

=9）

{

for（i=0;i<9;i++）

{

out<next->style[i]<<"\t";

if（（i+1）%3==0）

out<<"\n";

}

out<<"\n";

openHead=openHead->next;

}

openHead=openHead->next;

out<<"*********************\n";

out<<"closedtable：

\n";

while（closedHead->next->style[0]!

=9）

{

for（i=0;i<9;i++）

{

out<next->style[i]<<"\t";

if（（i+1）%3==0）

out<<"\n";

}

out<<"\n";

closedHead=closedHead->next;

}

closedHead=closedHead->next;

out<<"-----------------------------------\n";

out.close（）;

}

voidmain（）

{

//updateData（）;//输入八数码数据

for（i=0;i<9;i++）//判断初始状态能否已经为最后状态

{

if（wholeStyle[i]==standard1[i]）

;

else

{

if（（i==3）&&（wholeStyle[i]==standard1[6]））

;

elseif（（i==6）&&（wholeStyle[i]==standard1[3]））

;

else

{

startKey=1;

break;

}

}

}

if（!

startKey）

{

printf（"不用判断！

\n"）;

return;

}

printf（"要判断！

\n"）;

openHead=newnode（）;

open=newnode（）;

openHead->style[0]=9;

openHead->next=open;

for（i=0;i<9;i++）

open->style[i]=wholeStyle[i];

open->next=openHead;

open->father=openHead;

closedHead=newnode（）;

closed=newnode（）;

closedHead->style[0]=9;

closedHead->next=closedHead;

closed=closedHead;

while（open->style[0]!

=9）//当open表不为空时向来循环

{

judge1（openHead->next）;

if（local%3>0）//右移

{

equalKey=1;

tempNode=newnode（）;

for（i=0;i<9;i++）

tempNode->style[i]=openHead->next->style[i];

tempSpace=tempNode->style[local-1];

tempNode->style[local-1]=tempNode->style[local];

tempNode->style[local]=tempSpace;

judge3（）;

}

if（endKey）

break;

if（local>2）//下移

{

equalKey=1;

tempNode=newnode（）;

for（i=0;i<9;i++）

tempNode->style[i]=openHead->next->style[i];

tempSpace=tempNode->style[local-3];

tempNode->style[local-3]=tempNode->style[local];

tempNode->style[local]=tempSpace;

judge3（）;

}

if（endKey）

break;

if（local%3<2）//左移

{

equalKey=1;

tempNode=newnode（）;

for（i=0;i<9;i++）

tempNode->style[i]=openHead->next->style[i];

tempSpace=tempNode->style[local+1];

tempNode->style[local+1]=tempNode->style[local];

tempNode->style[local]=tempSpace;

judge3（）;

}

if（endKey）

break;

if（local<6）//上移

{

equalKey=1;

tempNode=newnode（）;

//tempNode=malloc（sizeof（structnode））;

for（i=0;i<9;i++）

tempNode->style[i]=openHead->next->style[i];

tempSpace=tempNode->style[local+3];

tempNode->style[local+3]=tempNode->style[local];

tempNode->style[local]=tempSpace;

judge3（）;

}

if（endKey）

break;

closed->next=openHead->next;//把open的标头增添到closed表中

openHead->next=openHead->next->next;

closed=closed->next;

closed->next=closedHead;

write2txt（）;

}

open->next=tempNode;//把找到的新节点增添到open表中

tempNode->next=openHead;

tempNode->father=openHead->next;

open=open->next;

closed->next=openHead->next;//把open的标头增添到

openHead->next=openHead->next->next;

closed=closed->next;

closed->next=closedHead;

closed表中

write2txt（）;

answer=newnode（）;

tempNode=newnode（）;

tempNode=open;

while（tempNode->style[0]!

=9）//

将结果路径存于

answer

{

answer=tempNode;

tempNode=tempNode->father;

tempNode->next=answer;

}

num=0;

while（answer->next->style[0]!

=9）//输出answer

{

printf（"***********第%d步***********\n",num++）;

print（answer）;

answer=answer->next;

printf（"\n"）;

}

printf（"***********第%d步***********\n",num++）;

print（answer）;

if（answer->style[3]!

=standard1[3]）

printf（"\n!

!

输入的八数码不合法，不可以从初始状态到最后状态\n\n\n\n"）;return;

}

3.宽度优先：

/***************说明***********************

用宽度优先搜寻算法实现八数码问题

******************************************/

#include

#include