人工智能报告

人工智能报告杨超20091001099 191093-20 关于AI 实习一、实习题目（1）分别用宽度优先、深度优先、贪婪算法和A*算法求解“罗马利亚度假问题”。

要求：分别用文件存储地图和启发函数表，用生成节点数比较几种算法在问题求解时的效率，列表给出结果。

（2）分别用回溯法（递归）、爬山法和GA 算法求解n 皇后问题。

要求：ⅰ输入n，并用运行时间比较几种算法在相同规模的问题时的求解效率。

列表给出结果。

ⅱ比较同一算法在n 不相同时的运行时间，分析算法的时间复杂性。

二、实习报告内容：1. 问题描述2. 数据结构3. 算法思想4. 运行结果5. 比较结论一）；N皇后问题一、需求分析用顺序栈QStack存储每一行皇后的摆位，摆入一个皇后后查询是否有以摆好的皇后与此皇后在同一列或同一对角线上，如果有，则出栈，并下移一列；否则，下移一行，继续摆皇后。

皇后的摆位任意，由用户设定，程序会给出剩余皇后的摆位，并且用户可以选择程序执行过程中是否显示动画。

程序仅给出按此算法的第一种正确摆位。

程序界面如图：第85种状态为：@ * * * * * * * * ** * * * * * @ * * ** * * * * * * * @ ** @ * * * * * * * ** * * * * @ * * * ** * * * * * * @ * ** * @ * * * * * * ** * * * @ * * * * ** * * * * * * * * ** * * * * * * * * *第86种状态为：@ * * * * * * * * * * * * * * * @ * * * * * * * * * * * @ * * * @ * * * * * * * * * * * * * * @ * * * @ * * * * * * * * * * * @ * * * * * * * * * * * @ * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * *第87种状态为：@ * * * * * * * * * * * * * * * @ * * * * * * * * * * * * @ * * @ * * * * * * * * * * * * @ * * * * * * * * * * * @ * * * * * * @ * * * * * * @ * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * *第88种状态为：@ * * * * * * * * * * * * * * * @ * * * * * * * * * * * * @ * * * * * @ * * * * * @ * * * * * * * * * * * * @ * * * * * * * * * * * * @ * * * * * @ * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * *第89种状态为：@ * * * * * * * * * * * * * * * @ * * * * * * * * * * * * @ * * * * * @ * * * * * * @ * * * * * * * * * * * @ * * * * * * * * * * * * @ * * * * * @ * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * *第90种状态为：@ * * * * * * * * * * * * * * * @ * * * * * * * * * * * * @ * * * * * * * @ * * * @ * * * * * * * * * * * * @ * * * * * * * @ * * * * * * * * * * * * @ * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * *第91种状态为：@ * * * * * * * * * * * * * * * * @ * * * @ * * * * * * * * * * * * @ * * * * * * * * * * * @ * * * * * * * * * * * @ * * * * @ * * * * * * * * * * * @ * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * *第92种状态为：@ * * * * * * * * ** * * * * * * @ * ** * * @ * * * * * ** @ * * * * * * * ** * * * * * @ * * ** * * * * * * * @ ** * * * * @ * * * ** * @ * * * * * * ** * * * * * * * * ** * * * * * * * * *：二、概要设计1.栈的数据类型定义：class QStack{private:QPoint *Data; //存储皇后的位置int QPos; //存储用户摆的皇后的位置int Size; //存储栈的最大存储空间int Top; //存储栈顶位置public://默认构造函数QStack(void)//复制构造函数QStack(const QStack &Stack)//析构函数~QStack()//返回栈的最大存储空间int size(void)//返回已使用的栈空间大小int length(void)//判断栈是否为空bool isEmpty(void)//判断栈是否已满bool isFull(void)//判断是否有其它皇后和栈顶皇后在同一列或同一对角线上QPoint InLine(void)//将皇后存入栈顶bool PushQueen(const QPoint &Queen)//将栈顶皇后出栈QPoint PopQueen(void)//清空栈void clear(void)//存储用户设定的第一个皇后bool SetFQueen(const QPoint &Queen,const int Pos)//返回用户设定的第一个皇后QPoint GetFQueen(void)//返回用户设定的第一个皇后的行号int GetFQueenPos(void)//返回用户指定的行的皇后QPoint GetQueen(const int Pos)//重载[]操作QPoint operator [](const int Pos)//重载=操作QStack &operator =(const QStack &Stack)}2.程序中用到的一些函数：//确定方格左上顶点坐标TellGrid()//在棋盘上指定位置绘制皇后PutChessMan()//演示动画AnimateError()//显示棋盘ShowBoard()程序拥有一个主窗体来接受用户的指定操作，摆皇后的演示部分由另外的线程实现，以保证窗体的主线程在演示过程中仍能接受其它事件。

三、调试分析本程序由于算法思想很简单，所以在调试过程中基本没有遇到困难。

不过，由于使用Windows 32位窗体程序来演示，所以大部分难点在绘图部分。

而且在演示时为了响应窗体事件，本程序使用了多线程技术，在进行多线程调试时遇到一些麻烦，主要是数据同时访问的问题，最后通过线程同步和增设私有变量的方法解决了该问题。

二），罗马尼亚度假问题（1）分别用宽度优先、深度优先、贪婪算法和A*算法求解“罗马利亚度假问题”。

要求：分别用文件存储地图和启发函数表，用生成节点数比较几种算法在问题求解时的效率，列表给出结果。

储存地图为：启发函数表为：366 241 0 234 160 380 242 100 161 193 176 253 77 329 151 80 226 199 244 374 编码顺序按所附图片上从左到右从上到下的顺序如Arad 0，Mehadia 1，Bucharest 2........部分程序如下：printf("深度优先搜索如下：\n");///////////////深度优先搜索// start=clock();StackPush(&myStack,g.vertices.list[0]);g.vertices.list[0].flag=1;while(StackNotEmpty(myStack)){StackPop(&myStack,&x);for(i=0;i<MaxVertices;i++){if(strcmp(,g.vertices.list[i].name)==0){pos=i;break;}}for(j=0;j<MaxVertices;j++){if(g.edge[pos][j]!=0 && g.edge[pos][j]!=1000 && g.vertices.list[j].flag==0){g.vertices.list[j].parent=pos;g.vertices.list[j].flag=1;StackPush(&myStack,g.vertices.list[j]);}}if(strcmp(g.vertices.list[pos].name,"Bucharest")==0){pos1=pos;while(pos1!=-1){pos=pos1;pos1=g.vertices.list[pos].parent;if(pos1!=-1) distance+=g.edge[pos][pos1];printf("%s ",g.vertices.list[pos].name);}printf("\n%d\n",distance);}}另一部分为：printf("广度优先搜索如下：\n");//////////////////广度优先搜索QueueAppend(&myQueue,g.vertices.list[0]);g.vertices.list[0].flag=1;while(QueueNotEmpty(myQueue)){QueueDelete(&myQueue,&x);for(i=0;i<MaxVertices;i++){if(strcmp(,g.vertices.list[i].name)==0){pos=i;break;}}for(j=0;j<MaxVertices;j++){if(g.edge[pos][j]!=0 && g.edge[pos][j]!=1000 && g.vertices.list[j].flag==0){g.vertices.list[j].parent=pos;g.vertices.list[j].flag=1;QueueAppend(&myQueue,g.vertices.list[j]);}}if(strcmp(g.vertices.list[pos].name,"Bucharest")==0){pos1=pos;while(pos1!=-1){pos=pos1;pos1=g.vertices.list[pos].parent;if(pos1!=-1) distance+=g.edge[pos][pos1];printf("%s ",g.vertices.list[pos].name);}printf("\n%d\n",distance);}}还有就是：printf("广度优先搜索如下：\n");//////////////////宽度优先搜索QueueAppend(&myQueue,g.vertices.list[0]);g.vertices.list[0].flag=1;while(QueueNotEmpty(myQueue)){QueueDelete(&myQueue,&x);for(i=0;i<MaxVertices;i++){if(strcmp(,g.vertices.list[i].name)==0){pos=i;break;}}for(j=0;j<MaxVertices;j++){if(g.edge[pos][j]!=0 && g.edge[pos][j]!=1000 && g.vertices.list[j].flag==0){g.vertices.list[j].parent=pos;g.vertices.list[j].flag=1;QueueAppend(&myQueue,g.vertices.list[j]);}}if(strcmp(g.vertices.list[pos].name,"Bucharest")==0){pos1=pos;while(pos1!=-1){pos=pos1;pos1=g.vertices.list[pos].parent;if(pos1!=-1) distance+=g.edge[pos][pos1];printf("%s ",g.vertices.list[pos].name);}printf("\n%d\n",distance);}}各个程序之间主要构架相差不多，主要为运算部分不一样，运行结果也大同小异，下为各个程序运行结果：。