【2017年整理】631306050113程强+状态空间搜索+启发式搜索.doc

重庆交通大学计算机与信息学院 验证性实验报告 班 级： 计算机软件开发专业 2013级1班 学 号： 631306050113 姓 名： 程强 实验项目名称： 状态空间搜索 实验项目性质： 验证性实验 实验所属课程： 人工智能 实验室(中心)：软件中心实验室（语音楼8楼） 指 导 教 师 ： 朱振国 实验完成时间： 2016 年 6 月 13 日 实验目的 理解和掌握状态空间搜索的策略。 二、实验内容及要求 1．实验内容：在一个3*3的九宫中有1-8个数码及一个空格随即的摆放在其中的格子里，现在要求实验这个问题：将该九宫格调整为某种有序的形式。调整的规则是，每次只能将与空格（上、下、左、右）相邻的一个数字平移到空格中。 2．实验要求：用选定的编程语言编写程序，利用不同的搜索策略进行状态空间搜索（如宽度优先搜索、深度优先搜索、有界深度优先搜索等） 三、实验设备及软件 一台PC，Java 四、设计方案 ㈠ 题目 状态空间搜索 ㈡ 设计的主要思路 状态空间法 建立一个只含有初始节点S0的搜索图G，把S0放入OPEN表中 建立CLOSED表，且置为空表 判断OPEN表是否为空表，若为空，则问题无解，退出 选择OPEN表中的第一个节点，把它从OPEN表移出，并放入CLOSED表将此节点记为节点n 考察节点n是否为目标节点，若是，则问题有解，成功退出。问题的解就是沿着n到S0的路径得到。若不是转⑥ 扩展节点n生成一组不是n的祖先的后继节点，并将它们记为集合M，将M中的这些节点作为n的后继节点加入图G中 对未在G中出现过的（OPEN和CLOSED表中未出现过的）集合M中的节点, 设置一个指向父节点n的指针，并把这些节点放入OPEN表中；对于已在G中出现过的M中的节点，确定是否需要修改指向父节点的指针；对于已在G中出现过，并已在closed表中的M中的节点，确定是否需要修改通向他们后继节点的指针。 按某一任意方式或某种策略重排OPEN表中节点的顺序 转③ 宽度优先搜索算法 (1) 把起始节点放到OPEN表中(如果该起始节点为一目标节点，则求得一个解答)。 (2) 如果OPEN是个空表，则没有解，失败退出；否则继续。 (3) 把第一个节点(节点n)从OPEN表移出，并把它放入CLOSED的扩展节点表中。 (4) 扩展节点n。如果没有后继节点，则转向上述第(2)步。 (5) 把n的所有后继节点放到OPEN表末端，并提供从这些后继节点回到n的指针。 (6) 如果n的任一个后继节点是个目标节点，则找到一个解答，成功退出； 否则转向第(2)步。 深度优先搜索算法 (1) 把起始节点放到OPEN表中(如果该起始节点为一目标节点，则求得一个解答) (2) 如果OPEN是个空表，则没有解，失败退出；否则继续。 (3) 把第一个节点(节点n)从OPEN表移出，并把它放入CLOSED的扩展节点表中。 (4) 考察节点n是否为目标节点，若是，则找到问题的解，用回溯法求解路径，退出 (5)如果没有后继节点，则转向上述第(2)步。 (6) 扩展节点n，把n的所有后继节点放到OPEN表前端，并提供从这些后继节点回到n的指针。转向第(2)步。 ㈢ 主要功能 通过一系列的数码移动，讲初始位置转化为目标位置 五、主要代码 package cn.edu.nwsuaf.qhs.artificialintelligence.eightpuzzle; import java.util.Arrays; public class EightPuzzle implements Cloneable{ /*利用一个二维的数组来存储数据*/ public int[][] data; private int blankPos_x,blankPos_y; private int depth; //无参构造函数 public EightPuzzle(){ data = new int[3][3]; } //传递一个数组，进行初始化的构造函数 public EightPuzzle(int [][] data){ this.data = data; } //判断是不是和目标位置相同 /*int[][] data1 = new int[][]{{1,2,3},{4,5,6},{7,8,9}}; int[][] data2 = n