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1、-人工智能_八数码实验报告-第 7 页西安郵電大学人工智能实验 报 告 书（三） 学院：自动化学院专业：智能科学与技术 班级：智能1403 姓名：刘忠强 时间：2016-3-29一、实验目的1. 熟悉人工智能系统中的问题求解过程；2. 熟悉状态空间的盲目搜索策略；3.掌握盲目收索算法，重点是宽度优先收索和深度优先收索。二、实验算法 广度优先收索是一种先生成的节点先扩展的策略。它的过程是：从初始节点开始逐层向下扩展，再第n层节点还没有完全搜索之前，不进如第n+1层节点。Open表中的节点总是按进入的先后排序，先进入的节点排在前面，够进入的排在后面。三、程序框图四、实验结果及分析初始状态： 目标状
2、态： 2 8 3 2 1 6 1 6 4 4 0 8 7 0 5 7 5 3五、源程序及注释#include #include #include using namespace std;const int ROW = 3;const int COL = 3;const int MAXDISTANCE = 10000;const int MAXNUM = 10000;int abs(int a)if (a0) return a;else return -a;typedef struct _Nodeint digitROWCOL;int dist; / 距离 int dep; / 深度int in
3、dex; / 索引值 Node;Node src, dest;vector node_v; / 储存节点 bool isEmptyOfOPEN() /判断Open表是否空 for (int i = 0; i node_v.size(); i+) if (node_vi.dist != MAXNUM) return false;return true;bool isEqual(int index, int digitCOL) /判断节点是否与索引值指向的节点相同 for (int i = 0; i ROW; i+) for (int j = 0; j COL; j+) if (node_vind
4、ex.digitij != digitij) return false;return true;ostream& operator(ostream& os, Node& node) for (int i = 0; i ROW; i+) for (int j = 0; j COL; j+) os node.digitij ; os endl;return os;void PrintSteps(int index, vector& rstep_v) /输出步骤 rstep_v.push_back(node_vindex);index = node_vindex.index;while (index
5、 != 0) rstep_v.push_back(node_vindex); index = node_vindex.index;for (int i = rstep_v.size() - 1; i = 0; i-) cout Step rstep_v.size() - i endl rstep_vi endl;void Swap(int& a, int& b) /交换 int t;t = a;a = b;b = t;void Assign(Node& node, int index) /获取节点 for (int i = 0; i ROW; i+) for (int j = 0; j COL
6、; j+) node.digitij = node_vindex.digitij;int GetMinNode() /获取启发值最小的节点 int dist = MAXNUM;int loc; / the location of minimize nodefor (int i = 0; i node_v.size(); i+) if (node_vi.dist = MAXNUM) continue; else if (node_vi.dist + node_vi.dep) dist) loc = i; dist = node_vi.dist + node_vi.dep;return loc;b
7、ool isExpandable(Node& node) /判断是否可扩展 for (int i = 0; i node_v.size(); i+) if (isEqual(i, node.digit) return false;return true;int Distance(Node& node, int digitCOL) /计算距离 int distance = 0;bool flag = false;for(int i = 0; i ROW; i+) for (int j = 0; j COL; j+) for (int k = 0; k ROW; k+) for (int l =
8、0; l COL; l+) if (node.digitij = digitkl) distance += abs(i - k) + abs(j - l); flag = true; break; else flag = false; if (flag) break;return distance;int MinDistance(int a, int b) /二者取小 return (a b ? a : b);void ProcessNode(int index) /展开节点 int x, y;bool flag;for (int i = 0; i ROW; i+) for (int j =
9、0; j 0) Swap(node_up.digitxy, node_up.digitx - 1y); if (isExpandable(node_up) dist_up = Distance(node_up, dest.digit); node_up.index = index; node_up.dist = dist_up; node_up.dep = node_vindex.dep + 1; node_v.push_back(node_up);Node node_down; /下移操作Assign(node_down, index);int dist_down = MAXDISTANCE
10、;if (x 0) Swap(node_left.digitxy, node_left.digitxy - 1); if (isExpandable(node_left) dist_left = Distance(node_left, dest.digit); node_left.index = index; node_left.dist = dist_left; node_left.dep = node_vindex.dep + 1; node_v.push_back(node_left);Node node_right; /右移操作Assign(node_right, index);int
11、 dist_right = MAXDISTANCE;if (y 2) Swap(node_right.digitxy, node_right.digitxy + 1); if (isExpandable(node_right) dist_right = Distance(node_right, dest.digit); node_right.index = index; node_right.dist = dist_right; node_right.dep = node_vindex.dep + 1; node_v.push_back(node_right);node_vindex.dist
12、 = MAXNUM;int main() int number;cout 输入初始状态: endl;for (int i = 0; i ROW; i+) for (int j = 0; j number; src.digitij = number;src.index = 0;src.dep = 1;cout 输入目标状态 endl;for (int m = 0; m ROW; m+) for (int n = 0; n number; dest.digitmn = number;node_v.push_back(src);while (1) if (isEmptyOfOPEN() cout 找
13、不到解! endl; return -1; else int loc; / the location of the minimize node loc = GetMinNode(); if(isEqual(loc, dest.digit) vector rstep_v; cout 初始状态： endl; cout src endl; PrintSteps(loc, rstep_v); cout 成功! endl; break; else ProcessNode(loc);return 0;六、 实验心得：不得不说这次的实验内容真的好难，涉及到的算法很复杂也很抽象，但是这次实验确实让我的编程能力有了很大的提高，让我对人工智能技术有了更深一步的认识，在解决问题和算法设计方面也有了很大的提高。这次实验我花了好几天的时间去查找资料，阅读并消化，最后采用了深度优先算法解决了八数码难题。这次实验让我明白了一个问题一开始无论看起来有多么困难，只要你能花时间去研究就一定能找出解决问题的方法。