启发式搜索实验报告.doc

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1、2015-2016第1学期《人工智能基础》实验报告实验名称:启发式搜索算法专业班级学号姓名1、实验环境VisualC++6.02、实验目的和要求（复述问题）使用启发式算法求解8数码问题（1）编制程序实现求解8数码问题A*算法，采用估价函数f(n)=d(n)+p（n）其中：d(n)是搜索树中结点n的深度；w(n)为节点n的数据库中错放的旗子个数；p(n)为结点n的数据库中每个棋子与其目标位置之间的距离总和。（2）分析上述（1）中两种估价函数求解8数码问题的效率差别，给出一个是p(n)的上界h(n)的定义，并测试该估价函数是否使算法失去可采纳性。实验目的：熟练掌握启发式搜索A*算法

2、及其可采纳性。3、解题思路、代码3.1解题思路八数码问题的求解算法（1）盲目搜索宽度优先搜索算法、深度优先搜索算法（2）启发式搜索启发式搜索算法的基本思想是：定义一个评价函数f，对当前的搜索状态进行评估，找出一个最有希望的节点来扩展。先定义下面几个函数的含义：f*(n)=g*(n)+h*(n)(1)式中g*(n)表示从初始节点s到当前节点n的最短路径的耗散值；h*(n)表示从当前节点n到目标节点g的最短路径的耗散值，f*(n)表示从初始节点s经过n到目标节点g的最短路径的耗散值。评价函数的形式可定义如(2)式所示：f(n)=g(n)+h(n)(2)其中n是被评价的当前节点。f(

3、n)、g(n)和h(n)分别表示是对f*(n)、g*(n)和h*(n)3个函数值的估计值。利用评价函数f(n)=g(n)+h(n)来排列OPEN表节点顺序的图搜索算法称为算法A。在A算法中，如果对所有的x，h(x)<=h*(x)(3)成立，则称好h(x)为h*(x)的下界，它表示某种偏于保守的估计。采用h*(x)的下界h(x)为启发函数的A算法，称为A*算法针对八数码问题启发函数设计如下：F(n)=d(n)+p(n)(4)11/112015-2016第1学期《人工智能基础》实验报告其中A*算法中的g(n)根据具体情况设计为d(n)，意为n节点的深度，而h(n)设计为p(n)，意

4、为放错的数码与正确的位置距离之和。由于实际情况中，一个将牌的移动都是单步进行的，没有交换拍等这样的操作。所以要把所有的不在位的将牌，移动到各自的目标位置上，至少要移动从他们各自的位置到目标位置的距离和这么多次，所以最有路径的耗散值不会比该值小，因此该启发函数h(n)满足A*算法的条件。3.2代码#include#include#include//八数码状态对应的节点结构体structNode{ints[3][3];//保存八数码状态，0代表空格intf,g;//启发函数中的f和g值structNode*next;struct

5、Node*previous;//保存其父节点};intopen_N=0;//记录Open列表中节点数目//八数码初始状态intinital_s[3][3]={2,8,3,1,6,4,7,0,5};//八数码目标状态intfinal_s[3][3]={1,2,3,8,0,4,7,6,5};11/112015-2016第1学期《人工智能基础》实验报告//------------------------------------------------------------------------//添加节点函数入口，方法：通过插入排序向指定表添加//----------------

6、--------------------------------------------------------voidAdd_Node(structNode*head,structNode*p){structNode*q;if(head->next)//考虑链表为空{q=head->next;if(p->fnext->f){//考虑插入的节点值比链表的第一个节点值小p->next=head->next;head->next=p;}else{while(q->next)//考虑插入节点x，形如a<=x<=b{if((q->ff

7、

8、q->f==p->f)&&

9、(q->next->f>p->f

10、

11、q->next->f==p->f)){p->next=q->next;q->next=p;break;}q=q->next;}if(q->next==NULL)//考虑插入的节点值比链表最后一个元素的值更大q->next=p;}}elsehead->next=p;}//------------------------------------------------------------------------//删除节点函数入口//-----------