人工智能-第三搜索推理技术

§3.1.1图搜索策略
二.图搜索过程 S～起始结点 G～搜索图 OPEN ～表存放未扩展节点
CLOSED ～表存放已扩展节点
1.图搜索过程 (1)建立一个只含有起始节点S的搜索图G，把S放到一个叫做
OPEN的未扩展节点表中。 (2)建立一个叫做CLOSED的已扩展节点表，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
般认为有两个：
(1)搜索空间小;
(2)解最佳。
Sg
§3.1图搜索策略
§3.1图搜索策略 一.问题描述(图搜索问题描述)
把求解问题看成一个状态图，求初始节点到 目标节点的路径。
§3.1.1图搜索策略
回顾一下图论中几个术语的含义。
节点深度：根节点的深度为0, 其他节点的深度规定为父节 点深度加1, 即dn+1=dn+1。
(9)GO LOOP
§3.1.1图搜索策略
举例：
S
2
3
AB
5 6× 4
C
D
3
8
1.S OPEN(S) CLOSED( ) 2.A OPEN(A, B) CLOSED(S) 3.B OPRN(B, C, D) CLOSED(S, A) 4.C OPEN(C, D, E) CLOSED(S, A, B) 5.D OPEN(D,E) CLOSED(S, A,B,C) 7 6.E OPEN(E,M,F) CLOSED(S, A,B,C,D) E 7.N 求解
4
M F S 目标节点
2.流程图
§3.1.1图搜索策略
开始
把S放表入OPEN表中 OPEN表为空表 是
失败
把第一个节点n从OPEN 表移至CLOSED表
N为目标节点
是
成功
把节点n的后继节点放入OPEN表 ，提供返回节点n的指针
①
修正指针方向
②
重排OPEN表
③
§3.1.1图搜索策略
§3.1.1图搜索策略
第三确定性推理
§3.1图搜索策略 §3.2盲目搜索 §3.3启发式搜索 §3.4消解原理 §3.5规则演绎系统 §3.6产生式系统 §3.7非单调推理
第三搜索推理技术
一般一个问题可以用
好几种搜索技术解决, 选
择一种好的搜索技术对解
决问题的效率很有关系,
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甚至关系到求解问题有没
有解。
搜索方法好的标准, 一
第三搜索推理技术
从问题的表示到问题的解决是一个求解的过程， 也就是搜索过程。在这一过程中，采用适当的搜索 技术，包括各种规则、过程和算法等推理技术，力 求找到问题的解答。本章首先介绍图搜索策略的一 般过程，接着讨论一些早期的搜索技术或用于解决 比较简单问题的搜索原理，然后研究一些比较新的 能够求解比较复杂问题的推理技术。
C(ni,t)=C(ni,nj)+C(nj,t) C(nj,t)为ni→t这条路径的耗散值。
§3.1.1图搜索策略
回顾一下图论中几个术语的含义。
扩展一个节点: 后继节点操作符(相当于可应用规则)作用到 节点(对应于某一状态描述)上, 生成出其所有后继节点(新状 态), 并给出连接弧线的耗散值(相当于使用规则的代价), 这个 过程叫做扩展一个节点。扩展节点可使定义的隐含图生成为 显式表示的状态空间图。
典型的盲目搜索方法是深度优先搜索和 宽度优先搜索(亦称广度优先搜索), 这是两处 基本搜索方法。
§3.2盲目搜索
一.宽度优先搜索
(一).宽度优先搜索 以接近起始节点的程度依次扩展节点
从根结点开始, 每次都要扫遍同层的各个结点, 若没有找到目 标, 则再往下一层扫描(扫描下一层的所有子结点), 直到找到目标 或没有找到目标退出系统(此种属于没有解的情况)。
§3.1.1图搜索策略
§3.1.1图搜索策略
§3.1.1图搜索策略
§3.1.1图搜索策略
3.遗留问题
①n的某后继节点已在OPEN表中或CLOSED表中有了 是否需要修改指针，对已存在的后继节点
② 按什么方式重排OPEN表
宽度优先搜索 搜索控制方法 深度优先搜索
等代价搜索
§3.2盲目搜索
盲目搜索是不利用问题的有关信息, 而根 据事先确定好的某种固定的搜索方法进行搜 索，又叫做无信息搜索。一般只适用于求解 比较简单的问题。
路径：设一节点序列为(n0、n1,…,ni,…,nk), 对i=1,2,…, k, 若节点ni-1都具有一个后继节点ni, 则该节点序列称为节点n0 到节点nK长度为k的一条路径。
路径耗散值：令C(ni,nj)为节点ni到nj 这段路径(或弧线)的 耗散值, 一条路径的耗散值等于连接这条路径各节点间所有 弧线耗散值的总和。路径耗散值可按如下式递归公式计算:
CLOSED表中，称此节点为节点n。
§3.1.1图搜索策略
(5) 若n为一目标节点n，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。 (6) 扩展节点n，同时生成不是n的祖先的那些后继节点的集合 M。把M的这些成员作为n的后继结点添入图G中。 (7) 对于那些未曾在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。把M的 这些成员加进OPEN表。对已经在OPEN或CLOSED表上的每 一个M成员，确定是否需要更改通到n的指针方向。对已经在 CLOSED表上的每一个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。
点回到n的指针。 ⑹如果n的任一个后继节点是个目标节点，则找到一个解答，成
功退出；否则转向第⑵步
2.流程图
§3.2盲目搜索
开始 把S放表入OPEN表
OPEN表为空表 是
失败
把第一个节点n从OPEN 表移至CLOSED表
把节点n的后继节点 放入OPEN表的末端， 提供返回节点n的指针
§3.2盲目搜索
(二).流程算法 扩展节点：把它的后继节点放入OPEN表的末端
1.搜索算法 ⑴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) ⑵如果OPEN表是一个空表，则没有解，失败退出；否则继续。 ⑶把第一个节点(节点n)从OPEN表移出，并把它放入CLOSED的
扩展节点表中。 ⑷扩展节点n。如果没有后继节点，则转向第⑵步。 ⑸把n的所有后继节点放到OPEN表的末端，并提供从这些后继节