人工智能大作业

人工智能大作业

班级：021351

姓名（学号）：

2015年12月16号

题目一：搜索算法编程及实验报告

题目：八数码难题的求解

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，在盲目搜索和启发式搜索方法中分别选择一种方法来求解八数码难题。给出搜索树从初始节点到目标节点的路径。

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

法1：用启发式搜索中的有序搜索方法来解决该问题

(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