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1、人工智能搜索问题例智力游戏问题:传教士与野人渡河问题传教士与野人渡河问题:有3个传教士带3个野人渡河,河的岸边有一条船,每次最多可载2人,要求无论在河的哪一边,野人的数目不能超过传教士的数目,问为安全起见,应如何安排传教士与野人渡河?一种较为简单的表示方式3元向量(x,y,z)x:河此岸的传教士数,y:河此岸的野人数。x,y取值范围{0,1,2,3}z:船在此岸,z取值范围{0,1}初始状态:(3,3,1)目标状态:(0,0,0)2831647512386475初始状态Initial目标状态Goal例设有
2、8数码难题如下:在3×3的框架中有8个标有数字的硬纸片,这些硬纸片上标的数字分别是1,2,…,8,每个纸片都可以移进相邻的空格,8数码难题的初始状态和目标状态分别列出如下,问如何把这个问题由初始状态移向目标状态?2831647512386475InitialGoal8数码难题(8-puzzle)的矩阵描述对于8数码难题,我们选用直接的矩阵描述,解题过程中的任何一个中间情况都对应一个3*3的矩阵,用0,1,2,…,8这9个数的一个排列依次去充填这个矩阵的各个单元,就是求解问题的一个可能的情况,共有9!种。1
3、437658213746582143765821237865212376582137465821374658214317658214357682143786521437865214376358214376258例旅行推销员问题ABDCE75100125125501005075125100125问题表示,形式为(A****)的字符串和(A****A)的字符串。其中****为B,C,D,E的排列.问题的节,形式为(A****A)的字符串,其中****为B,C,D,E的排列.旅行推销员问题的搜索空间EADCBC
4、DEAEDADCEAE100125100751501754252253252753753002501.1回溯策略回溯策略的主要思想:只保留从初始状态到当前状态的一条解路径,给变换状态的规则给出一个排序方法,对当前状态使用规则产生新的状态,不断地向前延伸解路径.当没有规则可用,或向前延伸的状态都是无解状态(称为死点,deadend)时,沿解路径后退到前一个状态(回溯),重新开始搜索,直至找到解或宣布失败.回溯策略是一种穷尽的搜索方法.2.1回溯算法BacktrackingStrategies递归过程Asi
5、mplerecursiveprocedure输入:问题的初始状态..Theinput:theinitialstate.输出:一个规则表.应用这个规则表可以把初始状态变为目标状态.否则回答FAIL.Theoutputoftheprocedure,alistofrules,usingitwecangetthegoalfromtheinitialstate.Iftheprocedurecannotfindthesolution,itreturnFAIL.RecursiveprocedureBACKTRC
6、K(DATA)1ifTERM(DATA),returnNIL;2ifDEADEND(DATA),returnFAIL;3RULES←APPRULES(DATA);4LOOP:ifNULL(RULES),returnFAIL;5R←FIRST(RULES);6RULES←TAIL(RULES);7RDATA←R(DATA);8PATH←BACKTRACK(RDATA);9ifPATH=FAIL,goLOOP;10returnCONS(R,PATH)Instep3,aftergetthelisto
7、frulesusingthefunctionAPPRULES,weneedtoordertherulesinthelists.Theorderingisveryimportant.Ifthe“better”ruleisputinthefrontofthelist,itcanbeusedfirstly,theefficiencyofthesystemishigh.Ifthe“worse”ruleisputinthefront,thesystemneedstotrymorerules,theefficie
8、ncyofthesystemispoor.TheExampleofBacktrackingprocedure.The4queenproblem***在利用APPRUKES得到规则表之后,需要对表中的规则排序,把好的规则放在表的前面优先使用,这个排序对算法的效率有很大影响.Theproblemrepresentationtheglobaldatabase:4*4arraytherule:RijIfi=1:therea