A星算法求八数码问题实验报告.doc

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1、人工智能实验报告实验名称：八数码问题姓名：xx学号：2012210xxxx计算机学院2014年1月14日一．实验目的掌握A*的思想，启发式搜索，来求解在代价最小的情况下将九宫格从一个状态转为另状态的路径。二．实验内容给定九宫格的初始状态，要求在有限步的操作内，使其转化为目标状态，且所得到的解是代价最小解(即移动的步数最少)并打印出求解路径。例如283164705283164705三、A*算法思想：1、思想：A*算法是一种静态路网中求解最短路最有效的直接搜索方法。估价值与实际值越接近，估价函数取得就越好2、原理：估价函数公式表示为：f(n)=g(n

2、)+h(n),其中f(n)是从初始点经由节点n到目标点的估价函数，g(n)是在状态空间中从初始节点到n节点的实际代价，h(n)是从n到目标节点最佳路径的估计代价。保证找到最短路径（最优解的）条件，关键在于估价函数h(n)的选取：估价值h(n)<=n到目标节点的距离实际值，这种情况下，搜索的点数多，搜索范围大，效率低。但能得到最优解。并且如果h(n)=d(n)，即距离估计h(n)等于最短距离，那么搜索将严格沿着最短路径进行此时的搜索效率是最高的。如果估价值>实际值,搜索的点数少，搜索范围小，效率高，但不能保证得到最优解。三、算法流程：Heurist

3、ic_Search(启发式搜索)While（未拓展表不为空？）是从未拓展表中删除第一个状态nN为目标状态？是，输出路径否，生成n的所有子状态Case:此子状态在拓展表Case:此子状态在未拓展表中Case:此子状态不在拓展表和未拓展表中记录比已有的路径更短的路径记录比已有的路径更短的路径计算该子状态的估价函数值；返回三、关键技术：1、使用了CreateChild（）函数，求得了任意未拓展九宫格的扩展结点，便于拓展子空间，搜索所有情况。关键代码：boolCreateChild(NOExtendns[],NOExtendne){inti,j,k=0;

4、for(i=0;i<3;i++){for(j=0;j<3;j++){if(ne.cur_sudoku.num[i][j]==0){//寻找九宫格空缺所在的坐标if(i-1>=0){//将空格向上移动CopySudoku(ns[k].cur_sudoku,ne.cur_sudoku);//先把未改变的九宫格复制给九宫格数组的某一元素ns[k].cur_sudoku.num[i][j]=ne.cur_sudoku.num[i-1][j];//然后仅改变此二维九宫格的两项值即可ns[k].cur_sudoku.num[i-1][j]=0;ns[k].d

5、x=1;k++;}if(j+1<=2){//将空格向右移动CopySudoku(ns[k].cur_sudoku,ne.cur_sudoku);ns[k].cur_sudoku.num[i][j]=ns[k].cur_sudoku.num[i][j+1];ns[k].cur_sudoku.num[i][j+1]=0;ns[k].dx=1;k++;}if(i+1<=2){//将空格向下移动CopySudoku(ns[k].cur_sudoku,ne.cur_sudoku);ns[k].cur_sudoku.num[i][j]=ns[k].cur_s

6、udoku.num[i+1][j];ns[k].cur_sudoku.num[i+1][j]=0;ns[k].dx=1;k++;}if(j-1>=0){//将空格向左移动CopySudoku(ns[k].cur_sudoku,ne.cur_sudoku);ns[k].cur_sudoku.num[i][j]=ns[k].cur_sudoku.num[i][j-1];ns[k].cur_sudoku.num[i][j-1]=0;ns[k].dx=1;k++;}return1;}}}return0;2、用启发式搜索函数寻找求解路径，运用了A*算法的思

7、想，能够更快的求解出最优解。关键代码：boolHeuristic_Search(Sudokustart,Sudokuend){inta=0,b=0,c=0;intcount=0;NOExtend_Sudokuns;//未扩展结点表Extended_Sudokues;//已扩展结点表Pathpath;//求解路径NOExtendfather;//定义父节点ns.no_node[a].cur_sudoku=start;//初始化未拓展结点表ns.no_node[a].dx=0;ns.no_node[a].hx=GetHx(ns.no_node[a].

8、cur_sudoku,end);ns.no_node[a].fx=ns.no_node[a].dx+ns.no_node[a].hx;a