昆明理工大学人工智能第二次

昆明理工大学人工智能第二次实验报告

昆明理工大学信息工程与自动化学院学生实验报告

（2013 —2014 学年第 1 学期）

课程名称：人工智能开课实验室：信自楼445 2013 年12月 20日

一、上机目的及内容

1.上机内容

用确定性推理算法求解教材65-66页介绍的八数码难题。

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2.上机目的

（1）复习程序设计和数据结构课程的相关知识，实现课程间的平滑过渡；

（2）掌握并实现在小规模状态空间中进行图搜索的方法；

（3）理解并掌握图搜索的技术要点。

二、实验原理及基本技术路线图（方框原理图或程序流程图）

（1）设计并实现程序，求解出正确的解答路径；

（2）对所设计的算法采用大O符号进行时间复杂性和空间复杂性分析；

（3）对一般图搜索的技术要点和技术难点进行评述性分析。

三、所用仪器、材料（设备名称、型号、规格等或使用软件）

1台PC及VISUAL C++6.0软件

四、实验方法、步骤（或：程序代码或操作过程）

建立工程后建立5个source Files文件分别为

-3-

1.AttributeValue.cpp

#include "AttributeValue.h"

#include "base.h"

AttributeValue::AttributeValue(std::string const& instring)

: m_value(instring)

{

}

bool AttributeValue::GetType()

{

if (m_value == "P")

{

return true;

}

else if (m_value == "N")

{

return false;

}

else

{

-4-

throw DataErrException();

}

}

2.basefun.cpp

#include

float log2 (float x)

{

return 1.0 / log10(2) * log10(x);

}

float calEntropy(float prob)

{

float sum=0;

if (prob == 0 || prob == 1)

{

return 0;

}

sum -= prob * log2(prob);

sum -= (1 - prob) * log2 ( 1 - prob ); return sum;

-5-

}

3.DataPoint.cpp

#include

#include "DataPoint.h"

DataPoint::DataPoint(std::vector const& attributes, bool type)

: m_type(type)

{

for (int i=0; i

{

m_attributes.push_back( attributes[i] );

}

}

void DataPoint::display()

{

for (int i=0; i

{

std::cout << "\t" << m_attributes[i].getValue();

-6-

}

if (true == m_type) {

std::cout << "\tP"; }

else

{

std::cout << "\tN"; }

std::cout << std::endl; }

4.DataSet.cpp

5.main.cpp

#include

#include

#include

#include

#include

#include

-7-

#include "AttributeValue.h"

#include "DataPoint.h"

#include "DataSet.h"

DataPoint processLine(std::string const& sLine) {

std::istringstream isLine(sLine, std::istringstream::in);

std::vector attributes;

// TODO: need to handle beginning and ending empty spaces.

while( isLine.good() )

{

std::string rawfield;

isLine >> rawfield;

attributes.push_back( AttributeValue( rawfield ) ) ;

}

-8-

AttributeValue v = attributes.back(); attributes.pop_back();

bool type = v.GetType();

return DataPoint(attributes, type);

}

void main()

{

std::ifstream ifs("in.txt", std::ifstream::in); DataSet initDataset;

while( ifs.good() )

{

// TODO: need to handle empty lines.

std::string sLine;

std::getline(ifs, sLine);

initDataset.addDataPoint( processLine(sLine) ); }

std::list processQ;

std::vector finishedDataSet;

-9-

processQ.push_back(initDataset);

while ( processQ.size() > 0 )

{

std::vector splittedDataSets;

DataSet dataset = processQ.front();

dataset.splitDataSet(splittedDataSets);

processQ.pop_front();

for (int i=0; i

{

float prob = splittedDataSets[i].getPositiveProb();

if (prob == 0.0 || prob == 1.0)

{

finishedDataSet.push_back(splittedDataSets[i]);

}

else

{

-10-

processQ.push_back(splittedDataSets[i]);

}

}

}

std::cout << "The dicision tree is:" << std::endl; for (int i = 0; i < finishedDataSet.size(); ++i) {

finishedDataSet[i].display();

}

}

建立4个Header Files文件

1.AttributeValue.h

#ifndef ATTRIBUTE_V ALUE_H_

#define ATTRIBUTE_V ALUE_H_

#include

class AttributeValue

{

public:

AttributeValue(std::string const& instring);

-11-

bool GetType();

std::string const& getValue() const

{

return m_value;

}

private:

std::string m_value;

};

struct AttributeValueCmp

{

bool operator() (AttributeValue const& lhs, AttributeValue const& rhs) const

{

return lhs.getValue() < rhs.getValue();

}

};

#endif

2.base.h

class DataErrException : public std::exception

{

-12-

};

float calEntropy(float prob);

3.DatePoint.h

#ifndef DATA_POINT_H_

#define DATA_POINT_H_

#include

#include "AttributeValue.h"

class DataPoint

{

public:

DataPoint(std::vector const& attributes, bool type);

bool isPositive()

{

return m_type;

}

int getNAttributes()

{

-13-

return m_attributes.size();

}

AttributeValue const& getAttribute(int index) {

return m_attributes[index];

}

void display();

private:

std::vector m_attributes; bool m_type;

};

#endif

4.DateSet.h

#include

#include

#include "DataPoint.h"

class SplitAttributeValue

{

-14-

public:

SplitAttributeValue(AttributeValue v, int id)

: m_v(v)

, m_attributeIndex(id)

{

}

int getAttributeIndex()

{

return m_attributeIndex;

}

void display();

private:

int m_attributeIndex;

AttributeValue m_v;

};

class DataSet

{

public:

void addDataPoint(DataPoint const& datapoint); float getPositiveProb();

-15-

void splitDataSet(std::vector& splittedSets);

void display();

private:

std::vector

m_splitAttributes;

std::vector m_data;

};

五、实验过程原始记录( 测试数据、图表、计算等)

实验运行截图

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六、实验结果、分析和结论（误差分析与数据处理、成果总结等。其中，绘制曲线图时必须用计算纸或程序运行结果、改进、收获）

这次事件让我的编程能力有了很大的提高，查阅资料等能力也有很大的提升。让我对人工智能技术有了进一步的认识。在解决问题和算法设计上的能力也极大地提高。这次作业我收集相关材料阅读并消化，在实际应用中，我发现人工智能是一门很有意思的学科，对本门课程产生了兴趣。在以后的学习中，我会认真学好这门课程。

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