AStar算法解决野人渡河问题

江南大学物联网工程学院实验报告
课程名称人工智能实验名称A*算法解决8数码问题实验日期2018.3.20
班级计科1501 姓名周启航学号1030415127
一、实验目的：
问题描述：设有3个传教士和3个野人来到河边，打算乘一只船从左岸渡到右岸去。

该船的负载能力为两人。

在任何时候，如果野人人数超过传教士人数，那么野人就会把传教士吃掉。

他们怎样才能用这条船安全地把所有人都渡河过去？试采用A*算法编一程序实现这一搜索过程。

二、算法描述：
1.状态描述
以河岸左边传教士的数目M，野人的数目C，船是否在B作为一个三元组作为一个状态即（M，C，B）。

2.启发函数设计
以现在的状态到目的状态所需的最少步数作为启发函数，即为h()=M+C-2*B。

3.规则的判断条件
岸边传教士不能少于野人个数，即M>=C,或者M=0，船在左岸时B=1。

4.算法流程图
5.核心代码
操作算子：
void Astar() {
while(!Q.empty()) Q.pop();
PathNode.clear();
memset(st, -1, sizeof(st));
PathNode.push_back(Node(M, C, B, 0, -1));
Q.push(AstarNode(0, PathNode[0]));
st[M][C][B] = 0;
int m, c, b, flag, id;
while(!Q.empty()) {
AstarNode as = Q.top(); Q.pop();
//printf("----%d %d %d %d %d----\n", as.f, as.g, as.node.m, as.node.c, as.node.b);
if(as.node.m == 0 && as.node.c == 0) {
printf("渡河方案如下：\n");
printf(" (M, C, B)\n");
printPath(as.node.id);
printf("可以安全渡河，来回最少需%d 次便可!\n", as.g);
Safe = true;
return;
}
if(as.node.b == 1) flag = -1;
else flag = 1;
b = 1 - as.node.b;
id = PathNode.size() - 1;
for(int i = 0; i < 5; ++i) {
m = as.node.m + flag * add[i][0];
c = as.node.c + flag * add[i][1];
if(OK(m, c, b)) {
++id;
st[m][c][b] = as.g + 1;
PathNode.push_back(Node(m, c, b, id, as.node.id));
Q.push(AstarNode(as.g + 1, PathNode[id]));
}
}
}
}
主函数：
int main(int argc, char *argv[]) {
int i=3;
M = C = i; B = 1; K = 2;
printf("M(修道士) = %d 人, C(野人) = %d 人, K(限乘) = %d 人, B(船) = %d条.\n", M, C, K, B);
Safe = false; Astar();
if(!Safe) {
printf("没有方案可以安全渡河!!!\n");
}
putchar(10);
return 0;
}
三、实验结果：
四、实验心得：
这次实验还是设计A*算法，整体的结构设计和上次没什么太大的出入，所以并没有什么困难的地方。

只要找准状态设计和启发函数就问题不大了。

教师评价优良中及
格不
及
格
教师
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期。