八数码问题人工智能实验报告

基于人工智能的状态空间搜索策略研究

——八数码问题求解

（一）实验软件

TC2.0 或VC6.0编程语言或其它编程语言

（二）实验目的

1. 熟悉人工智能系统中的问题求解过程；

2. 熟悉状态空间的盲目搜索和启发式搜索算法的应用；

3. 熟悉对八数码问题的建模、求解及编程语言的应用。

（三）需要的预备知识

1. 熟悉TC

2.0或VC6.0 编程语言或者其它编程语言；

2. 熟悉状态空间的宽度优先搜索、深度优先搜索和启发式搜索算法；

3. 熟悉计算机语言对常用数据结构如链表、队列等的描述应用；

4. 熟悉计算机常用人机接口设计。

（四）实验数据及步骤

1. 实验内容

八数码问题：在3×3的方格棋盘上，摆放着1到8这八个数码，有1个方格是空的，其初始状态如图1所示，要求对空格执行空格左移、空格右移、空格上移和空格下移这四个操作使得棋盘从初始状态到目标状态。

图1 八数码问题示意图

请任选一种盲目搜索算法（深度优先搜索或宽度优先搜索）或任选一种启发式搜索方法（A 算法或A* 算法）编程求解八数码问题（初始状态任选），并对实验结果进行分析，得出合理的结论。

2. 实验步骤

（1）分析算法基本原理和基本流程；

程序采用宽度优先搜索算法，基本流程如下：

（2）确定对问题描述的基本数据结构，如Open表和Closed表等；

（3）编写算符运算、目标比较等函数；

（4）编写输入、输出接口；

（5）全部模块联调；

（6）撰写实验报告。

（五）实验报告要求

所撰写的实验报告必须包含以下内容：

1. 算法基本原理和流程框图；

2. 基本数据结构分析和实现；

3. 编写程序的各个子模块，按模块编写文档，含每个模块的建立时间、功能、输入输出参数意义和与其它模块联系等；

4. 程序运行结果，含使用的搜索算法及搜索路径等；

5. 实验结果分析；

6. 结论；

7. 提供全部源程序及软件的可执行程序。

附：实验报告格式

一、实验问题

二、实验目的

三、实验原理

四、程序框图

五、实验结果及分析

六、结论