西电人工智能大作业

人工智能大作业

学生：021151**

021151**

时间：2013年12月4号

一．启发式搜索解决八数码问题

1.实验目的

问题描述：现有一个3*3的棋盘，其中有0-8一共9个数字，0表示空格，其他的数字可以和0交换位置（只能上下左右移动）。给定一个初始状态和一个目标状态，找出从初始状态到目标状态的最短路径的问题就称为八数码问题。

例如：实验问题为

到目标状态：

从初始状态：

要求编程解决这个问题，给出解决这个问题的搜索树以及从初始节点到目标节点的最短路径。

2.实验设备及软件环境

利用计算机编程软件Visual C++ 6.0，用C语言编程解决该问题。

3.实验方法

(1).算法描述：

①.把初始节点S放到OPEN表中，计算()

f S，并把其值与节点S联系

起来。

②.如果OPEN表是个空表，则失败退出，无解。

③.从OPEN表中选择一个f值最小的节点。结果有几个节点合格，当其

中有一个为目标节点时，则选择此目标节点，否则就选择其中任一节点作为节点i。

④.把节点i从OPEN表中移出，并把它放入CLOSED的扩展节点表中。

⑤.如果i是目标节点，则成功退出，求得一个解。

⑥.扩展节点i，生成其全部后继节点。对于i的每一个后继节点j：

a.计算()

f j。

b.如果j既不在OPEN表中，也不在CLOSED表中，则用估价函数f

把它添加入OPEN表。从j加一指向其父辈节点i的指针，以便一旦

找到目标节点时记住一个解答路径。

c.如果j已在OPEN表或CLOSED表上，则比较刚刚对j计算过的f

值和前面计算过的该节点在表中的f值。如果新的f值较小，则

I.以此新值取代旧值。

II.从j指向i，而不是指向它的父辈节点。

III.如果节点j在CLOSED表中，则把它移回OPEN表。

⑦转向②，即GO TO ②。

(2).流程图描述：

(3).程序源代码：

#include

#include

struct node{

int number[3][3];//用二维数组存放8数码

int W;//W表示与目标状态相比错放的数码数

int Depth;//记录当前节点的深度

struct node *parent;//指向父节点的指针

struct node *next;//指向链表中下一个节点的指针};

int CounterW(int Number[3][3])

{//函数说明：计算当前状态与目标状态的W值int i,j;

int W=0;

int Desnode[3][3]={1,2,3,8,0,4,7,6,5};

for(i=0; i<3; i++)

for(j=0; j<3; j++)

if(Number[i][j] != Desnode[i][j])

W++;

return W;

}

void PrintNode(node *A)

{

int i,j;

for(i=0; i<3; i++)

{

for(j=0; j<3; j++)

printf("%d ",A->number[i][j]);

printf("\n");

}

printf("\n");

}

int CheckNode(node *open, node *close, int a[3][3]) {//检验该节点状态是否出现过的子程序int CheckFlag=0;

int flag1,flag2;

node *p=open;

node *q=close;

while(p != NULL)

{

flag1=0;

for(int i=0; i<3; i++)

{

for(int j=0; j<3; j++)

if(a[i][j]==p->number[i][j])

flag1++;

}

if(flag1 == 9)

break;

else

p=p->next;

}

while(q != NULL)

{

flag2=0;

for(int i=0; i<3; i++)

{

for(int j=0; j<3; j++)

if(a[i][j] == q->number[i][j])

flag2++;

}

if(flag2 == 9)

break;

else

q=q->next;

}

if((flag1==9) || (flag2==9))

CheckFlag=1;//如果出现过，置标志位为1

return CheckFlag;

}

struct node *FindNextNode(node *Prenode, node *open, node *close)

{ //扩展Prenode指向的节点，并将扩展所得结点组成一条单链表int i,j,m,n; //循环变量

int temp; //临时替换变量

int flag=0;

int a[3][3];//临时存放二维数组

struct node *p, *q, *head;

head=(node *)malloc(sizeof(node));//head指向该链表首结点，并且作为返回值

p=head;

q=head;

head->next=NULL;//初始化

for(i=0;i<3;i++)//找到二维数组中0的位置

{

for(j=0;j<3;j++)

if(Prenode->number[i][j]==0)

{

flag=1;