人工智能 野人和传教士问题

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人工智能实验2传教士过河问题

人工智能实验2传教士过河问题

人工智能实验报告班级:计研-12班学号:2012312120105 姓名:孔德星实验二知识表示方法1.实验目的(1)了解知识表示相关技术;(2)掌握问题规约法或者状态空间法的分析方法。

2.实验内容(2个实验内容可以选择1个实现)(1)梵塔问题实验。

熟悉和掌握问题规约法的原理、实质和规约过程;理解规约图的表示方法;(2)状态空间法实验。

从前有一条河,河的左岸有m个传教士、m个野人和一艘最多可乘n人的小船。

约定左岸,右岸和船上或者没有传教士,或者野人数量少于传教士,否则野人会把传教士吃掉。

搜索一条可使所有的野人和传教士安全渡到右岸的方案。

3.实验报告要求(1)简述实验原理及方法,并请给出程序设计流程图。

实验原理:假设开始时传教士、野人和船都在右岸,用数组(a,b,c)分别表示右岸传教士个数、右岸野人个数、船的位置,则可分为三种情况讨论:A、n>m/2。

此种情况下,先把所有的野人度过去,每次返回一个野人,当出现(m,0,0)情况时,返回m-n个野人(若m==n,返回1个野人)。

然后渡n个传教士,此时野人==传教士,然后返回一个野人和传教士,再开始最大限度的渡传教士,每次返回一个野人,最终直到a==b==c==0;B、n<=3&&n<=m/2 || n==1,显然此时无解;C、n>=4&&n<=m/2,此时只能每次传n/2个传教士和野人,每次返回一个野人和传教士,直到最终结果。

程序流程图:(2)源程序清单:本程序用C++语言编写。

#include"iostream"using namespace std;bool flag = false; //标记是否有解bool af = false; //标记a是否为0bool bf = false; //当b变为0后赋值为true;bool ef = false; //当a==b后赋值为truebool f = false; //判断n是否大于m/2int m;//传教士野人的个数int n;//船一次能装载的人数void mc(int a,int b,int c);int main(){cout<<"传教士与野人过河问题。

《人工智能基础》名词术语

《人工智能基础》名词术语

1,AI:AI是人工智能英文单词Artificial Intelligence的缩写。

2,人工智能:人工智能是研究如何制造出人造的智能机器或智能系统,来模拟人类智能活动的能力,以延伸人们智能的科学。

3,产生式系统:产生式系统是Post于1943年提出的一种计算形式体系里所使用的术语,主要是使用类似于文法的规则,对符号串作替换运算。

到了60年代产生式系统成为认知心理学研究人类心理活动中信息加工过程的基础,并用它来建立人类认识的模型。

到现在产生式系统已发展成为人工智能系统中最典型最普遍的一种结构,例如目前大多数的专家系统都采用产生式系统的结构来建造。

产生式系统由综合数据库、一组产生式规则(规则集)和一个控制系统(控制策略)三部分组成,称为产生式系统的三要素。

4,产生式系统的三要素:产生式系统的三要素是综合数据库、一组产生式规则(规则集)和一个控制系统(控制策略)。

5,产生式规则:产生式规则是知识表示的一种形式,其形式如下: IF <前件> THEN <后件> 其中规则的<前件>表达的是该条规则所要满足的条件,规则的<后件>表示的是该规则所得出的结论,或者动作。

规则表达的可以是与待求解的问题有关的客观规律方面的知识,也可以是对求解问题有帮助的策略方面的知识。

6,八数码游戏(八数码问题):八数码游戏(八数码问题)描述为:在3×3组成的九宫格棋盘上,摆有八个将牌,每一个将牌都刻有1-8八个数码中的某一个数码。

棋盘中留有一个空格,允许其周围的某一个将牌向空格移动,这样通过移动将牌就可以不断改变将牌的布局。

这种游戏求解的问题是:给定一种初始的将牌布局或结构(称初始状态)和一个目标的布局(称目标状态),问如何移动将牌,实现从初始状态到目标状态的转变。

7,传教士和野人问题(M-C问题):传教士和野人问题描述为:有N个传教士和N个野人来到河边准备渡河,河岸有一条船,每次至多可供k人乘渡。

人工智能:野人与修道士问题

人工智能:野人与修道士问题

野人与修道士问题(Missionaries-and-Cannibals Problem )[修道士与野人问题]:三个野人与三个传教士来到河边,打算乘一只船从右岸渡到左岸去,该船的最大负载能力为两个人。

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。

用状态空间法表示修道士与野人问题并设计编写计算机程序求问题的解。

问题分析:从上图可知,修道士、野人和船一共有六种可能,M L 、C L 、B L 、M R 、C R 、B R 。

可以表示为q =(M ,C ,B ),其中m 表示修道士的数目(0、1、2、3)、c 表示野人的数目(0、1、2、3)、b 表示船在左岸(1)或右岸(0)。

1、定义状态的描述形式:(m ,c ,b )2、表示所有可能的状态,并确定初始状态集和目标状态集:s0(3,3,1) s8(1,3,1) s16(3,3,0) s24(1,3,0)s1(3,2,1) s9(1,2,1) s17(3,2,0) s25(1,2,0)s2(3,1,1) s10(1,1,1) s18(3,1,0) s26(1,1,0)s3(3,0,1) s11(1,0,1) s19(3,0,0) s27(1,0,0)s4(2,3,1) s12(0,3,1) s20(2,3,0) s28(0,3,0)s5(2,2,1) s13(0,2,1) s21(2,2,0) s29(0,2,0)s6(2,1,1) s14(0,1,1) s22(2,1,0) s30(0,1,0)s7(2,0,1) s15(0,0,1) s23(2,0,0) s31(0,0,0)初始状态:(3,3,1)目标状态:(0,0,0)3、定义算符:L ij :把i 个修道士,j 个野人从河的左岸送到右岸R ij :把i 个修道士,j 个野人从河的右岸送到左岸整个问题就抽象成了怎样从初始状态经中间的一系列状态达到目标状态。

问修道士M野 人C 左L 右R题状态的改变是通过划船渡河来引发的,所以合理的渡河操作就成了通常所说的算符,根据题目要求,可以得出以下5个算符(按照渡船方向的不同,也可以理解为10个算符):渡1野人、渡1牧师、渡1野人1牧师、渡2野人、渡2牧师即:L01或R01,L10或R10,L11或R11,L02或R02,L20或R204、状态空间图:5、设计编写计算机程序求问题的解:算法:在应用状态空间表示和搜索方法时,用(M,C,B)来表示状态描述,其中M和C分别表示在左岸的传教士与野人数。

传教士(牧师)与野人问题-模拟人工智能实验_CSDN博客_传教士与野人问题

传教士(牧师)与野人问题-模拟人工智能实验_CSDN博客_传教士与野人问题

传教士(牧师)与野人问题-模拟人工智能实验_结缘缘的博客-CSDN博客_传教士与野人问题题目有n个牧师和n个野人准备渡河但只有一条能容纳c个人的小船为了防止野人侵犯牧师要求无论在何处牧师的人数不得少于野人的人数(除非牧师人数为0) 且假定野人与牧师都会划船试设计一个算法确定他们能否渡过河去若能则给出小船来回次数最少的最佳方案。

实验步骤输入牧师人数(即野人人数) n 小船一次最多载人量c。

输出若问题无解则显示Failed 否则显示Successed输出所有可行方案并标注哪一组是最佳方案。

用三元组(X1, X2, X3)表示渡河过程中的状态。

并用箭头连接相邻状态以表示迁移过程初始状态- 中间状态- 目标状态。

例当输入n 2 c 2时输出221- 200- 211- 010- 021- 000 其中X1表示起始岸上的牧师人数X2表示起始岸上的野人人数X3表示小船现在位置(1表示起始岸0表示目的岸)。

要求写出算法的设计思想和源程序并有用户界面实现人机交互控制台或者窗口都可以进行输入和输出结果如Please input n: 2 Please input c: 2 Optimal Procedure: 221- 200- 211- 010- 021- 000Successed or Failed?: Successed实现代码#include stdio.h #include iostream #include stdlib.h using namespace std;struct State { int Lsavage; int Lgodfather; int Rsavage; int Rgodfather; int boat; //boat at left 0 ; boat at right struct State *States new State[150];struct routesave { int savage; int godfather;struct routesave* routesaves new routesave[150];int godfather, savage, boatnum;void init(State m) { cout 请输入野人和牧师的人数n 以及船的最大载量c endl; int n, c; cin n c; m.Rgodfather n; m.Rsavage n; godfather n, savage n; boatnum c; m.Lgodfather m.Lsavage 0; m.boat 1;void boaloading(int i, int s, int g) { //s个野人和g个传教士if (States[i].boat 0) { routesaves[i].savage s*-1; //左边到右边是负数个野人routesaves[i].godfather g * -1; //左边到右边负数个传教士States[i 1].LsavageStates[i].Lsavage - s; States[i 1].Lgodfather States[i].Lgodfather - g; States[i 1].Rsavage States[i].Rsavage s; States[i 1].Rgodfather States[i].Rgodfather g; States[i 1].boat 1; else{ routesaves[i].savage s; //右边到左边是正数个野人routesaves[i].godfather g; //右边到左边正数个传教士States[i 1].Rsavage States[i].Rsavage-s; States[i 1].RgodfatherStates[i].Rgodfather - g; States[i 1].Lsavage States[i].Lsavage s; States[i 1].Lgodfather States[i].Lgodfather g; States[i 1].boat0;bool checkState(State m) { if (m.Rgodfather 0 m.Rgodfather m.Rsavage) return false; if (m.Lgodfather 0 m.Lgodfatherm.Lsavage) return false; else return true;void showSolution(int i) { cout 问题解决解决路径为endl; for (int c 0; c i; c ) { if (routesaves[c].savage 0) cout 第c 1 步routesaves[c].savage 个野人和routesaves[c].godfather 个传教士乘船去左边endl; else cout 第c 1 步routesaves[c].savage * -1 个野人和routesaves[c].godfather * -1 个传教士乘船去有右边endl; void nextstep(int i) { int c; if (i 150) cout 试探路径过大无法计算; exit(0); for (c 0; c i; c ) /*if the current state is same to previous,retrospect*/ if (States[c].Lsavage States[i].Lsavage States[c].Lgodfather States[i].Lgodfather States[c].Rsavage States[i].Rsavage States[c].Rgodfather States[i].Rgodfather States[c].boat States[i].boat) goto a; if (States[i].Rsavage 0 States[i].Rgodfather 0 States[i].boat 0) { showSolution(i); exit(0); if (States[i].boat 1) { //船在右边for (int s 1; s boatnum s States[i].Rsavage; s ) {//g 0 int g 0; boaloading(i, s, g); if (checkState(States[i 1])) { nextstep(i 1); for (int g 1; g boatnum g States[i].Rgodfather; g ) { //g! 0 for (int s 0; s boatnum - g s States[i].Rsavage s g; s ) { boaloading(i, s, g); if(checkState(States[i 1])) { nextstep(i 1); if (States[i].boat 0) { //船在左边for (int s 1; s boatnum s States[i].Lsavage; s ) {//g 0int g 0; boaloading(i, s, g); if (checkState(States[i 1])) { nextstep(i 1); for (int g 1; g boatnum g States[i].Lgodfather; g ) { //g! 0 for (int s 0; s boatnum - g s States[i].Lsavage s g; s ) { boaloading(i, s, g); if (checkState(States[i 1])) { nextstep(i 1);a:return;void main() { init(States[0]); nextstep(0);实验结果展示。

传教士野人问题

传教士野人问题

问题:野人过河问题属于人工智能学科中的一个经典问题,问题描述如下:有三个牧师(也有的翻译为传教士)和三个野人过河,只有一条能装下两个人的船,在河的任何一方或者船上,如果野人的人数大于牧师的人数,那么牧师就会有危险. 你能不能找出一种安全的渡河方法呢?解答一:一、算法分析先来看看问题的初始状态和目标状态,假设和分为甲岸和乙岸:初始状态:甲岸,3野人,3牧师;乙岸,0野人,0牧师;船停在甲岸,船上有0个人;目标状态:甲岸,0野人,0牧师;乙岸,3野人,3牧师;船停在乙岸,船上有0个人;整个问题就抽象成了怎样从初始状态经中间的一系列状态达到目标状态。

问题状态的改变是通过划船渡河来引发的,所以合理的渡河操作就成了通常所说的算符,根据题目要求,可以得出以下5个算符(按照渡船方向的不同,也可以理解为10个算符):渡1野人、渡1牧师、渡1野人1牧师、渡2野人、渡2牧师算符知道以后,剩下的核心问题就是搜索方法了,本文采用深度优先搜索,通过一个FindNext(…)函数找出下一步可以进行的渡河操作中的最优操作,如果没有找到则返回其父节点,看看是否有其它兄弟节点可以扩展,然后用Process(…)函数递规调用FindNext(…),一级一级的向后扩展。

搜索中采用的一些规则如下:1、渡船优先规则:甲岸一次运走的人越多越好(即甲岸运多人优先),同时野人优先运走;乙岸一次运走的人越少越好(即乙岸运少人优先),同时牧师优先运走;2、不能重复上次渡船操作(通过链表中前一操作比较),避免进入死循环;3、任何时候河两边的野人和牧师数均分别大于等于0且小于等于3;4、由于只是找出最优解,所以当找到某一算符(当前最优先的)满足操作条件后,不再搜索其兄弟节点,而是直接载入链表。

5、若扩展某节点a的时候,没有找到合适的子节点,则从链表中返回节点a的父节点b,从上次已经选择了的算符之后的算符中找最优先的算符继续扩展b。

二、基本数据结构仔细阅读问题,可以发现有些基本东西我们必须把握,例如:每时刻河两岸野人牧师各自的数目、船的状态、整个问题状态。

传教士与野人

传教士与野人

实验题目:产生式设计——野人与传教士过河问题专业班级:计算机11-2 学生姓名. 吴璨No. 1137074实验目的:1.掌握人工智能的基础思想2.熟练应用程序实现人工智能3.强化实践能力产生式设计:1.实验语言环境:c语言2.数据结构:typedef struct{int m; //传教士在左岸的实际人数int c; //野人在左岸的实际人数int wz; //为1时船在左岸int sm; //船上传教士的实际人数int sc; //船上野人是实际人数}Baidu;3.算法设计(以一组较小数据为例,假设N=3,K=2)(1)设定状态变量及确定值域。

左岸的传教士数为m,则有m={0,1,2,3};对应右岸的传教士数为3—m;左岸的野人数为c,则有c={0,1,2,3};对应右岸野人数为3—c;左岸船数为b,故又有b={0,1};对应右岸的船数为1-b。

(2)确定状态组,分别列出初始状态集和目标状态集。

问题的状态可以用一个三元数组来描述,以左岸的状态来标记,即右岸的状态可以不必标出。

S k=(m, c, b)初始状态只有一个:S=(3,3,1),初始状态表示全部成员在河的的左岸;目标状态也只有一个:S=(0,0,0),表示全部成员从河的左岸全部渡河完毕。

(3)定义并确定操作集。

以河的左岸为基点来考虑,把船从左岸划向右岸定义为L(Sm,Sc)操作。

其中,第一下标Sm表示船载的传教士数,第二下标Sc表示船载的野人数;同理,从右岸将船划回左岸称之为R(Sm,Sc)操作,下标的定义同前。

(4)估计全部的状态空间数,并尽可能列出全部的状态空间。

在这个问题世界中,S={3,3,1}为初始状态,S=(0,0,0)为目标状态。

全部的可能状态共有32个,如表所示。

值得注意的是按照题目规定的条件,我们应该划去不合法的状态。

例如,首先可以划去岸边野人数目超过传教士的情况,即S4、S8、S9、S20、S24、S25等6种状态是不合法的;其次,应该划去右岸边野人数目超过野人的情况,即S6、S7、S11、S22、S23、S27等情况;余下20种合法状态中,又有4种是不可能出现的状态;S15和S16不可能出现,因为船不可能停靠在无人的岸边;S3不可能出现,因为传教士不可能在数量占优势的野人眼皮底下把船安全地划回来;还应该划去S28,因为传教士也不可能在数量占优势的野人眼皮底下把船安全地划向对岸。

人工智能导论_实验指导

人工智能导论_实验指导

《人工智能导论》实验指导实验一Prolog平台使用实验二状态空间搜索:传教士与野人问题求解实验三启发式搜索算法:斑马属谁问题求解实验四小型专家系统设计与实现实验报告的基本内容和书写格式——————————————————————————————————一、实验目的二、实验内容三、实验步骤四、实验结果1. 系统名称〈所做系统的名称〉2. 系统概述(包括所做系统的背景和主要功能等。

)3.系统运行演示过程(1) 输入的初始事实或数据:(2) 系统运行时产生的推理树(网):(3) 输出的结果:——————————————————————————————————《人工智能导论》实验一Prolog平台使用实验目的:熟悉Prolog(包括SWI-Prolog平台、Turbo-Prolog平台),包括编辑器、编译器及其执行模式;熟悉Prolog语法、数据结构和推理机制;熟悉SWI-Prolog平台与Visual C++结合开发应用程序。

实验环境(硬/软件要求):硬件:计算机一台软件:SWI-Prolog、Turbo Prolog、SWI-Prolog-Editor、Visual C++、Eclipse实验内容:1.Prolog平台界面和基本操作;2.熟悉Prolog语法和数据结构;3.熟悉Eclipse PDT插件安装、使用;4.编写简单Prolog程序并测试(输入动物叫声、输出该动物名称);5.熟悉Prolog平台与Visual C++结合开发应用程序;实验主要步骤:1.打开SWI-Prolog平台,熟悉SWIPrologEditor,熟悉操作界面;2.实现Prolog基本语句;3.编写简单Prolog程序并测试(输入动物叫声、输出该动物名称);示例程序(Turbo Prolog)逻辑电路模拟程序。

该程序以逻辑运算“与”、“或”、“非”的定义为基本事实,然后在此基础上定义了“异或”运算。

那么,利用这些运算就可以对“与”、“或”、“非”和“异或”等逻辑电路进行模拟。

(北邮)人工智能期中测验

(北邮)人工智能期中测验

2006年秋季人工智能小测验(1)
1.为什么要学习人工智能,谈谈你的理解?
2.用语义网络表示下列知识:
所有的鸽子都是鸟。

所有的鸽子都有翅膀。

信鸽是一种鸽子,它有翅膀,能识途。

3.设已知:
(1)能阅读的人是识字的。

(2)海豚不识字。

(3)有些海豚是很聪明的。

用输入归结策略证明:有些很聪明的人并不识字。

4.修道士和野人问题。

设有3个修道士和3个野人来到河边,打算
用一条船从河的左岸渡到河的右岸去。

但该船每次只能装载两个人,在任何岸边野人的数目都不得超过修道士的人数,、否则修道士就会被野人吃掉。

假设野人服从任何一种过河安排,请使用状态空间搜索法,规划一使全部6人安全过河的方案。

(提示:应用状态空间表示和搜索方法时,可用(Nm,Nc)来表示状态描述,其中Nm和Nc分别为传教士和野人的人数。

初始状态为(3,3),而可能的中间状态为(0,1),(0,2),(0,3),(1,1),(2,1),(2,
2),(3,0),(3,1),(3,2)等。

)。

传教士与野人

传教士与野人

综合设计报告设计名称:人工智能课程设计设计题目:传教士与野人过河问题学生学号:0805030119专业班级:智能1班学生姓名:学生成绩:指导教师(职称):课题工作时间:2010-9-13 至2010-9-25说明:1、报告中的第一、二、三项由指导教师在综合设计开始前填写并发给每个学生;四、五两项(中英文摘要)由学生在完成综合设计后填写。

2、学生成绩由指导教师根据学生的设计情况给出各项分值及总评成绩。

3、指导教师评语一栏由指导教师就学生在整个设计期间的平时表现、设计完成情况、报告的质量及答辩情况,给出客观、全面的评价。

4、所有学生必须参加综合设计的答辩环节,凡不参加答辩者,其成绩一律按不及格处理。

答辩小组成员应由2人及以上教师组成。

5、报告正文字数一般应不少于5000字,也可由指导教师根据本门综合设计的情况另行规定。

6、平时表现成绩低于6分的学生,其综合设计成绩按不及格处理。

7、此表格式为武汉工程大学计算机科学与工程学院提供的基本格式(适用于学院各类综合设计),各教研室可根据本门综合设计的特点及内容做适当的调整,并上报学院批准。

成绩评定表学生姓名:学号:班级:类别合计分值各项分值评分标准实际得分合计得分备注平时表现10 10按时参加综合设计,无旷课、迟到、早退、违反实验室纪律等情况。

完成情况3020按设计任务书的要求完成了全部任务,能完整演示其设计内容,符合要求。

10能对其设计内容进行详细、完整的介绍,并能就指导教师提出的问题进行正确的回答。

报告质量3510报告文字通顺,内容翔实,论述充分、完整,立论正确,结构严谨合理;报告字数符合相关要求,工整规范,整齐划一。

5课题背景介绍清楚,综述分析充分。

5设计方案合理、可行,论证严谨,逻辑性强,具有说服力。

5符号统一;图表完备、符合规范要求。

5能对整个设计过程进行全面的总结,得出有价值的结论或结果。

5参考文献数量在3篇以上,格式符合要求,在正文中正确引用。

《人工智能及其应用》(蔡自兴)课后习题答案第3章

《人工智能及其应用》(蔡自兴)课后习题答案第3章

第三章搜索推理技术3-1什么是图搜索过程?其中,重排OPEN表意味着什么,重排的原则是什么?图搜索的一般过程如下:(1) 建立一个搜索图G(初始只含有起始节点S),把S放到未扩展节点表中(OPEN表)中。

(2) 建立一个已扩展节点表(CLOSED表),其初始为空表。

(3) LOOP:若OPEN表是空表,则失败退出。

(4) 选择OPEN表上的第一个节点,把它从OPEN表移出并放进CLOSED表中。

称此节点为节点n,它是CLOSED表中节点的编号(5) 若n为一目标节点,则有解并成功退出。

此解是追踪图G中沿着指针从n到S这条路径而得到的(指针将在第7步中设置)(6) 扩展节点n,生成不是n的祖先的那些后继节点的集合M。

将M添入图G中。

(7) 对那些未曾在G中出现过的(既未曾在OPEN表上或CLOSED表上出现过的)M成员设置一个通向n的指针,并将它们加进OPEN表。

对已经在OPEN或CLOSED表上的每个M成员,确定是否需要更改通到n的指针方向。

对已在CLOSED表上的每个M成员,确定是否需要更改图G中通向它的每个后裔节点的指针方向。

(8) 按某一任意方式或按某个探试值,重排OPEN表。

(9) GO LOOP。

重排OPEN表意味着,在第(6)步中,将优先扩展哪个节点,不同的排序标准对应着不同的搜索策略。

重排的原则当视具体需求而定,不同的原则对应着不同的搜索策略,如果想尽快地找到一个解,则应当将最有可能达到目标节点的那些节点排在OPEN表的前面部分,如果想找到代价最小的解,则应当按代价从小到大的顺序重排OPEN表。

3-2 试举例比较各种搜索方法的效率。

宽度优先搜索(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扩展节点表中。

(4) 扩展节点n。

人工智能教程习题及答案第5章习题参考解答

人工智能教程习题及答案第5章习题参考解答

第五章搜索策略习题参考解答5.1 练习题5.1 什么是搜索?有哪两大类不同的搜索方法?两者的区别是什么?5.2 用状态空间法表示问题时,什么是问题的解?求解过程的本质是什么?什么是最优解?最优解唯一吗?5.3 请写出状态空间图的一般搜索过程。

在搜索过程中OPEN表和CLOSE表的作用分别是什么?有何区别?5.4 什么是盲目搜索?主要有几种盲目搜索策略?5.5 宽度优先搜索与深度优先搜索有何不同?在何种情况下,宽度优先搜索优于深度优先搜索?在何种情况下,深度优先搜索优于宽度优先搜索?5.6 用深度优先搜索和宽度优先搜索分别求图5.10所示的迷宫出路。

图5.10 习题5.6的图5.7 修道士和野人问题。

设有3个修道士和3个野人来到河边,打算用一条船从河的左岸渡到河的右岸去。

但该船每次只能装载两个人,在任何岸边野人的数目都不得超过修道士的人数,否则修道士就会被野人吃掉。

假设野人服从任何一种过河安排,请使用状态空间搜索法,规划一使全部6人安全过河的方案。

(提示:应用状态空间表示和搜索方法时,可用(N m,N c)来表示状态描述,其中N m和N c分别为传教士和野人的人数。

初始状态为(3,3),而可能的中间状态为(0,1),(0,2),(0,3), (1,1),(2,1),(2,2),(3,0),(3,1),(3,2)等。

)5.8 用状态空间搜索法求解农夫、狐狸、鸡、小米问题。

农夫、狐狸、鸡、小米都在一条河的左岸,现在要把它们全部送到右岸去。

农夫有一条船,过河时,除农夫外,船上至多能载狐狸、鸡和小米中的一样。

狐狸要吃鸡,鸡要吃小米,除非农夫在那里。

试规划出一个确保全部安全的过河计划。

(提示:a.用四元组(农夫,狐狸,鸡,米)表示状态,其中每个元素都可为0或1,0表示在左岸,1表示在右岸;b.把每次过河的一种安排作为一个算符,每次过河都必须有农夫,因为只有他可以划船。

)5.9 设有三个大小不等的圆盘A 、B 、C 套在一根轴上,每个圆盘上都标有数字1、2、3、4,并且每个圆盘都可以独立地绕轴做逆时针转动,每次转动90°,初始状态S 0和目标状态S g 如图5.11所示,用宽度优先搜索法和深度优先搜索法求从S 0到S g 的路径。

大学课程《人工智能》课后习题及答案

大学课程《人工智能》课后习题及答案

大学课程《人工智能》课后答案第一章课后习题1、对N=5、k≤3时,求解传教士和野人问题的产生式系统各组成部分进行描述(给出综合数据库、规则集合的形式化描述,给出初始状态和目标条件的描述),并画出状态空间图。

2、对量水问题给出产生式系统描述,并画出状态空间图。

有两个无刻度标志的水壶,分别可装5升和2升的水。

设另有一水缸,可用来向水壶灌水或倒出水,两个水壶之间,水也可以相互倾灌。

已知5升壶为满壶,2升壶为空壶,问如何通过倒水或灌水操作,使能在2升的壶中量出一升的水来。

3、对梵塔问题给出产生式系统描述,并讨论N为任意时状态空间的规模。

相传古代某处一庙宇中,有三根立柱,柱子上可套放直径不等的N个圆盘,开始时所有圆盘都放在第一根柱子上,且小盘处在大盘之上,即从下向上直径是递减的。

和尚们的任务是把所有圆盘一次一个地搬到另一个柱子上去(不许暂搁地上等),且小盘只许在大盘之上。

问和尚们如何搬法最后能完成将所有的盘子都移到第三根柱子上(其余两根柱子,有一根可作过渡盘子使用)。

求N=2时,求解该问题的产生式系统描述,给出其状态空间图。

讨论N为任意时,状态空间的规模。

4、对猴子摘香蕉问题,给出产生式系统描述。

一个房间里,天花板上挂有一串香蕉,有一只猴子可在房间里任意活动(到处走动,推移箱子,攀登箱子等)。

设房间里还有一只可被猴子移动的箱子,且猴子登上箱子时才能摘到香蕉,问猴子在某一状态下(设猴子位置为a,箱子位置为b,香蕉位置为c),如何行动可摘取到香蕉。

5、对三枚钱币问题给出产生式系统描述及状态空间图。

设有三枚钱币,其排列处在"正、正、反"状态,现允许每次可翻动其中任意一个钱币,问只许操作三次的情况下,如何翻动钱币使其变成"正、正、正"或"反、反、反"状态。

6、说明怎样才能用一个产生式系统把十进制数转换为二进制数,并通过转换141.125这个数为二进制数,阐明其运行过程。

野人与传教士问题A算法

野人与传教士问题A算法

野人与传教士问题(A*算法)SY0903620 赵磊一、实验题目请用A*算法实现传教士和野人问题问题:设有3个传教士和3个野人来到河边,打算乘一只船从右岸渡到左岸去。

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过河去?算法设计要求给出:状态表示,规则库,启发函数等二、实验目的通过具体问题的编程求解,利用A*算法解决此经典问题,了解人工智能的启发式搜索算法的基本过程与原理。

三、设计思想1、编程工具采用C++语言在Visual Studio 6.0环境下编写;2、整体思想(1)把初始结点So放入OPEN 表中,计算f(So)。

(2)如果OPEN为空,则搜索失败,退出。

(3)把OPEN中的第一个节点(记为节点n)从表中移出放入CLOSED表。

(4)考察节点n是否为目标节点。

若是,则求得问题的解,退出。

(5)若节点n不可扩展,则转第(2)步。

(6)扩展节点n,用估价函数f(x)计算每个子节点的估价值,并为每个子节点配置指向父节点的指针,把这些子节点都送到OPEN表中,然后对OPEN表中的全部节点按估价值从小到大的顺序排列。

3、具体说明用A*算法求解传教士与野人问题。

M=C=5, K=3。

节点估价值设为f(n)=h(n)+g(n),g(n)设为节点搜索深度,而h(n)= m(n) + c(n) - 2b(n),其中m:河左岸的传教士人数;c:河左岸的野人人数;b:船是否在左岸,1:表示在左岸,0:表示不在左岸。

采用结构体定义形式,定义状态节点*NewNode(int m, int c, int b),其中包含m左岸传教士人数、c左岸野人人数、b船状态(左或右)。

开始状态为(3,3,1),目标状态为(0,0,0)。

若需要条件满足,即任何时候,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,要对状态结点的安全性进行判断,判断一个状态是否为安全的,即是否满足在河的任何一岸,传教士人数不少于野人人数,或者只有野人而没有传教士。

人工智能课后习题答案

人工智能课后习题答案

人工智能课后习题答案第一章课后习题答案说明:由于人工智能的很多题目都很灵活,以下解答仅供参考。

第1题答: 1,综合数据库定义三元组:(m, c, b)其中:,表示传教士在河左岸的人数。

,表示野人在河左岸的认输。

,b=1,表示船在左岸,b=0,表示船在右岸。

2,规则集规则集可以用两种方式表示,两种方法均可。

第一种方法: 按每次渡河的人数分别写出每一个规则,共(3 0)、(0 3)、(2 1)、(1 1)、(1 0)、(0 1)、(2 0)、(0 2)八种渡河的可能(其中(x y)表示x个传教士和y个野人上船渡河),因此共有16个规则(从左岸到右岸、右岸到左岸各八个)。

注意:这里没有(1 2),因为该组合在船上的传教士人数少于野人人数。

规则集如下:r1:IF (m, c, 1) THEN (m-3, c, 0) r2:IF (m, c, 1) THEN (m, c-3, 0)r3:IF (m, c, 1) THEN (m-2, c-1, 0) r4:IF (m, c, 1) THEN (m-1, c-1, 0)r5:IF (m, c, 1) THEN (m-1, c, 0) r6:IF (m, c, 1) THEN (m, c-1, 0) r7:IF (m, c, 1) THEN (m-2, c, 0) r8:IF (m, c, 1) THEN (m, c-2, 0) r9 :IF (m, c, 0) THEN (m+3, c, 1) r10:IF (m, c, 0) THEN (m, c+3, 1) r11:IF (m, c, 0) THEN (m+2, c+1, 1) r12:IF (m, c, 0) THEN (m+1, c+1, 1) r13:IF (m, c, 0) THEN (m+1, c, 1) r14:IF (m, c, 0) THEN (m, c+1, 1) r15:IF (m, c, 0) THEN (m+2, c, 1) r16:IF (m, c, 0) THEN (m, c+2, 1)1第二种方法: 将规则集综合在一起,简化表示。

人工智能作业题解答

人工智能作业题解答

人工智能作业题解答第三章图搜索与问题求解1、何为状态图和与或图?图搜索与问题求解有什么关系?解:按连接同一节点的各边间的逻辑关系划分,图可以分为状态图和与或图两大类。

其中状态图是描述问题的有向图。

在状态图中寻找目标或路径的基本方法就是搜索。

2、综述图搜索的方式和策略。

解:图搜索的方式有:树式搜索,线式搜索。

其策略是:盲目搜索,对树式和不回溯的线式是穷举方式,对回溯的线式是随机碰撞式。

启发式搜索,利用“启发性信息”引导的搜索。

3、什么是问题的解?什么是最优解?解:能够解决问题的方法或具体做法成为这个问题的解。

其中最好的解决方法成为最优解。

4、什么是与或树?什么是可解节点?什么是解树?解:与或树:一棵树中的弧线表示所连树枝为“与”关系,不带弧线的树枝为或关系。

这棵树中既有与关系又有或关系,因此被称为与或树。

可解节点:解树实际上是由可解节点形成的一棵子树,这棵子树的根为初始节点,叶为终止节点,且这棵子树一定是与树。

解树:满足下列条件的节点为可解节点。

①终止节点是可解节点;②一个与节点可解,当且仅当其子节点全都可解;③一个或节点可解,只要其子节点至少有一个可解。

5、设有三只琴键开关一字排开,初始状态为“关、开、关”,问连接三次后是否会出现“开、开、开”或“关、关、关”的状态?要求每次必须按下一个开关,而且只能按一个开关。

请画出状态空间图。

注:琴键开关有这样的特点,若第一次按下时它为“开”,则第二次按下时它就变成了“关”。

解:设0为关,1为开6、有一农夫带一只狼、一只羊和一筐菜欲从河的左岸乘船到右岸,但受下列条件限制:1)船太小,农夫每次只能带一样东西过河。

2)如果没农夫看管,则狼要吃羊,羊要吃菜。

请设计一个过桥方案,使得农夫、狼、羊、菜都不受损失地过河。

画出相应状态空间图。

提示:(1)用四元组(农夫、狼、羊、菜)表示状态,其中每个元素都可为0或1,用0表示在左岸,用1表示在右岸。

(2)把每次过河的一次安排作为一个算符,每次过河都必须有农夫,因为只有他可以划船。

人工智能第三版源码-传教士_野人问题

人工智能第三版源码-传教士_野人问题

传教士-野人问题有N个传教士和N个野人要过河,现在有一条船只能承载K个人(包括野人),K<N,在任何时刻,如果有野人和传教士在一起,必须要求传教士的人数多于或等于野人的人数。

设M为传教士的人数,C为野人的人数,用状态空间发求解此问题的过程如下:M、C = N,boat = k,要求M>=C且M+C <= K初始状态目标状态L R L RM 3 0 M 0 3C 3 0 C 0 3B 1 0 B 0 1(1)用三元组来表示(ML , CL , BL)其中0<=ML , CL <= 3 , BL ∈{ 0 , 1}(3 , 3 , 1) (0 , 0 , 0)(2)规则集合P10 if ( ML ,CL , BL=1 ) then ( ML–1 , CL , BL –1 )P01 if ( ML ,CL , BL=1 ) then ( ML , CL–1 , BL –1 )P11 if ( ML ,CL , BL=1 ) then ( ML–1 , CL–1 , BL –1 )P20 if ( ML ,CL , BL=1 ) then ( ML–2 , CL , BL –1 )P02 if ( ML ,CL , BL=1 ) then ( ML , CL–2 , BL –1 )Q10 if ( ML ,CL , BL=0 ) then ( ML+1 , CL , BL+1 )Q01 if ( ML ,CL , BL=0 ) then ( ML , CL+1 , BL +1 )Q11 if ( ML ,CL , BL=0 ) then ( ML+1 , CL +1, BL +1 )Q20 if ( ML ,CL , BL=0 ) then ( ML+2 , CL +2, BL +1 )Q02 if ( ML ,CL , BL=0 ) then ( ML , CL +2, BL +1 )(3)寻找一个启发式函数引导规则的选用右岸总人数6 – ML – CL 两岸中传教士数目>=野人数目f =–∞其它f=3 Q01 f=2 P02 f=1 Q01 f=1 Q10 f=1 P01 f=2 P11 (3,3,1) (3,2,0) (2,2,0) (3,1,0) (3,2,1) (3,0,0) f=3 P02 (3,1,1) f=2 Q01 (1,1,0) f=4 P20 (2,2,1) f=2 Q11 (1,1,0) f=4 P20 (2,2,1) f=2 Q11 (0,2,0) f=4 P20 (0,3,1) f=3 Q01 (0,1,1) f=5 P02 (0,2,1) f=4 Q01 (0,0,0) f=3 Q01 (1,1,1) f=4 Q10。

人工智能+野人传教士过河问题c程序+深度优先

人工智能+野人传教士过河问题c程序+深度优先
pHead=open;
open[top].m=M;
open[top].c=C;
open[top].s=S;
open[top].f=0;
open[top].pre=0;
inist();
find(pHead);
system("PAUSE");
{
flag=0;
break;
}
pTemp=pTemp->pre;
}
if(flag)
{
j++;
boatState[j].m = m;
boatState[j].c = c;
}
}
}
}
//*******************************************************************************
int goal(struct state * p) //判断当前状态是否目标状态
{
if(p->m==0&&p->c==0&&p->s==1) return 1;
else return 0;
}
//******************************************************************************
//初始状态:左岸,3野人,3牧师;
// 右岸,0野人,0牧师;
// 船停在左岸,船上有0个人
//目标状态:左岸,0野人,0牧师;
// 右岸,3野人,3牧师;
// 船停在右岸,船上有0个人;

人工智能期末练习及答案

人工智能期末练习及答案

7 S1 2 1 7 S2 2 1 7 S3 2 1 7 S4 2 1 7 S5 2 1 7 S6 2 1 7
5
4
8 6 5
3 4
8 6 5
3 4
8 6
3 4 5
8 6
3 4
1
8
7 S7 1 7
6
5
2 8 6
3 4 5
S8(Sg) 1 8 7 6 2 3 4 5
0 .3 0 .7 0 .2 R1 1 0 0 .4 0 0 .5 1
0 .2 0 .8 R 2 0 .6 0 .4 0.9 0.1
请写出 R1 与 R2 的合成 R1οR2。 解:R(1,1)=(0.3∧0.2)∨(0.7∧0.6)∨(0.2∧0.9)= 0.2∨0.6∨0.2=0.6 R(1,2)=(0.3∧0.8)∨(0.7∧0.4)∨(0.2∧0.1)= 0.3∨0.4∨0.1=0.4 R(2,1)=(1∧0.2)∨(0∧0.6)∨(0.4∧0.9)= 0.2∨0∨0.4=0.4 R(2,2)=(1∧0.8)∨(0∧0.4)∨(0.4∧0.1)= 0.8∨0∨0.1=0.8 R(3,1)=(0∧0.2)∨(0.5∧0.6)∨(1∧0.9)= 0.2∨0.6∨0.9=0.9 R(3,2)=(0∧0.8)∨(0.5∧0.4)∨(1∧0.1)= 0∨0.4∨0.1=0.4 因此有
( 2 )对于具有任何隐含层数的网络,重复进行上述计算。从中给出线性激励函数的结 论。 4-15 对某种产品的质量进行抽查评估。现随机选出 5 个产品 x1, x2,x3, x4,x5 进行检验,它 们质量情况分别为: x1=80,x2=72,x3=65,x4=98,x5=53 这就确定了一个模糊集合 Q,表示该组产品的“质量水平”这个模糊概念的隶属程度。 试写出该模糊集。 5.21 设有如下两个模糊关系:
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unopenednum--;
if (openednum == 0 )
oend = opened = ntx;
oend -> nextnode = ntx;
oend = ntx;
openednum++;
}
void recorder()
{
int i , loop;
struct SPQ *newnode;
(5)当状态数量不是很大时,按问题的有序元组画出状态空间图,依照状态空间图搜索求解。
根据上述分析,共有16个合法状态和允许的操作,可以划出传教士和食人者问题的状态空间图,如图6—4所示。
图6—4传教士和食人者问题的状态空间
如图6—4所示,由于划船操作是可逆的,所以图中状态节点间用双向箭头连接,箭头旁边所标的数字表示了P或Q操作的下标,即分别表示船载的传教士数和食人者数。这样,任何一条从S0到达S31的路径都是该问题的解。
解我们按上述步骤来进行求解分析。
(1)设定状态变量及确定值域。
为了建立这个问题的状态空间,设左岸的传教士数为m,则有m={0,1,2,3};
对应右岸的传教士数为3—m;左岸的食人者数为c,则有c={0,1,2,3};
对应右岸食人者数为3—c;左岸船数为b,故又有b={0,1};右岸的船数为1-b。
(2)确定状态组,分别列出初始状态集和目标状态集。
int loop; /*本结点所在的层数*/
struct SPQ *upnode ,*nextnode;/*本结点的父结点和同层的下一个结点的地址*/
}spq;
int loopnum;/*记录总的扩展次数*/
int openednum;/*记录已扩展节点个数*/
int unopenednum;/*记录待扩展节点个数*/
{
printf("\n内存不够!\n");
exit(0);
}
newnode -> sr = ntx -> sr;
newnode -> pr = ntx -> pr;
newnode -> sl = ntx -> sl;
newnode -> pl = ntx -> pl;
newnode -> sst = ntx -> sst;
fsr = result -> sr - result -> ssr;
printf("传教士%8d%8d\t<-\t%8d\n",fpl,result -> spt,fpr);
printf("野人%8d%8d\t<-\t%8d\n",fsl,result -> sst,fsr);
printf("传教士%8d%8d\t->\t%8d\n",result -> pl,result -> spr,result -> pr - result -> spr);
传教士-野人问题
有N个传教士和N个野人要过河,现在有一条船只能承载K个人(包括野人),K<N,在任何时刻,如果有野人和传教士在一起,必须要求传教士的人数多于或等于野人的人数。
设M为传教士的人数,C为野人的人数,用状态空间发求解此问题的过程如下:
M、C = N,boat = k,要求M>=C且M+C <= K
}
void showresult() /*显示*/
{
int i;
int fsr , fpr ; /*在右岸上的人数*/
int fsl , fpl ; /*在左岸上的人数*/
struct SPQ* nodefree;
printf("%d个传教士",result -> pr);
printf("%d个野人",result -> sr);
printf("野人%8d%8d\t->\t%8d\n",result -> sl,result -> ssr,result -> sr - result -> ssr);
int resultnum;
struct SPQ *opened;
struct SPQ *oend;
struct SPQ *unopened;
struct SPQ *uend;
struct SPQ *result;
void initiate();
void releasemem();
void showresult();
newnode -> nextnode = result;
result = newnode;
resultnum++;
}
}
void releasemem()
{
int i;
struct SPQ* nodefree;
for ( Βιβλιοθήκη = 1 ; i < openednum ; i++ )
{
nodefree = opened;
Q10if ( ML ,CL , BL=0 ) then ( ML+1 , CL , BL+1 )
Q01if ( ML ,CL , BL=0 ) then ( ML , CL+1 , BL+1 )
Q11if ( ML ,CL , BL=0 ) then ( ML+1 ,CL +1, BL+1 )
Q20if ( ML ,CL , BL=0 ) then ( ML+2 , CL +2, BL+1)
#define slavenum 3
struct SPQ
{ int sr,pr; /*船运行一个来回后河右岸的野人、传教士的人数*/
int sl,pl; /*船运行一个来回后河左岸的野人、传教士的人数*/
int ssr,spr; /*回来(由左向右时)船上的人数*/
int sst,spt; /*去时(由右向左时)船上的人数*/
这样,通过运用状态空间表示法就解决了传教士和食人者问题的求解。
源代码:
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <ctype.h>
#define maxloop 100 /*最大层数,对于不同的扩展方法自动调整取值*/
#define pristnum 3 /*初始化时设定有3个野人3个传教士,实际可以改动*/
P01if ( ML ,CL , BL=1 ) then ( ML , CL–1 , BL–1 )
P11if ( ML ,CL , BL=1 ) then ( ML–1 , CL–1 , BL–1 )
P20if ( ML ,CL , BL=1 ) then ( ML–2 , CL , BL–1 )
P02if ( ML ,CL , BL=1 ) then ( ML , CL–2 , BL–1 )
初始状态目标状态
LRLR
M30M03
C30C03
B10B01
(1)用三元组来表示(ML , CL , BL)
其中0<=ML , CL <= 3 , BL∈{ 0 , 1}
(3 , 3 , 1) (0 , 0 , 0)
(2)规则集合
P10if ( ML ,CL , BL=1 ) then ( ML–1 , CL , BL–1 )
F={P01,P10,P11,P02,P20,Q01,Q10,Q11,Q02,Q20}
(4)估计全部的状态空间数,并尽可能列出全部的状态空间或予以描述。
在这个问题世界中,S0={3,3,1}为初始状态,S31=Sg=(0,0,0)为目标状态。
全部的可能状态共有32个,如表6—1所示。
表6—1传教士和食人者问题的全部可能状态
opened = opened -> nextnode;
free(nodefree);
}
for ( i = 0 ; i < unopenednum ; i++ )
{
nodefree = unopened;
unopened = unopened -> nextnode;
free(nodefree);
}
状态
m,c,b
状态
m,c,b
状态
m,c,b
状态
m,c,b
S0
3,3,1
S8
1,3,1
S16
3,3,0
S24
1,3,0
S1
3,2,1
S9
1,2,1
S17
3,2,0
S25
1,2,0
S2
3,1,1
S10
1,1,1
S18
3,1,0
S26
1,1,0
S3
3,0,1
S11
1,0,1
S19
3,0,0
S27
1,0,0
printf("%d个传教士",result -> pl);
printf("%d个野人",result -> sl);
for ( i = 1 ; i < resultnum ; i++ )
{
nodefree = result;
result = result -> nextnode;
free(nodefree);
S4
2,3,1
S12
0,3,1
S20
2,3,0
S28
0,3,0
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