1.搜索问题

考试方式:解决八数码问题,解题要求出从初态->目态的路径,有如下考查算法:

1.1 爬山算法

例题:

解析:根据题意,为八数码问题,要求设计产生式系统,且控制策略为爬山算法

答题技巧:对于产生式系统,离不开三大部分:综合数据库、规则库以及控制策略,接下来介绍套路模板

(1)综合数据库:由于是针对于八数码问题,即3×3的方阵(可以当作九宫格)。此时我们要做的是:定义两个方向的单位向量i,j,以及列出所有可能出现在九宫格中的数字(0~8,其中0表示空格),集合记为Sij。

(2)规则库:对八数码来说,规则无非是左移、右移、上移和下移,因此我们呢需要用数学表达式来表达出这四个操作即可。

(3)控制策略:题目要求什么算法,就填什么策略。

理解以上,再理解爬山算法是什么。

形象说明,爬山算法就像是在爬山一样,面对前方的山有平坦点的、也有很陡峭的,而我们的依据就是每当面临一座山,择优选择最平坦的,以此迭代。在爬山算法中,我们用评价函数W(n)来表示“山的陡峭程度”。

在八数码问题中,W(n)=-(不在位的数码的个数) 不在位的意思是当前状态目态相比而言,因此我们的目标是找到W(n)=0时停止

题目答案:

 

 注意:控制策略为爬山算法时,也要假设一个评价函数W(n)进行说明。

1.2 回溯算法

例题:

 解析:对于回溯算法,我们要有两个基本规则:回溯的深度、每走一步要确保比上一步好或至少相等,对于八数码而言,W(n)越小,即不在位的个数越少,意味着越接近目标解。

答题技巧:类似于爬山算法,产生式系统中的综合数据库和规则库的填写是一样的,不同的是在控制策略那里修改为回溯策略,并标明回溯的深度。

题目答案

1.3 A算法

例题:

 解析:A算法相比于上述两种,稍微复杂一点,思路不难,但体现在写的步骤较多。特别是要用到评价函数f(n)=d(n)+w(n)来写出OEPN表和CLOSE表,基于此画出搜索树。(d(n)代表当前数的深度,w(n)是不在位数)。

答题技巧:将OPEN表和CLOSE表看成是两个栈,其中OPEN存放当前已经展开的九宫格状态,CLOSE表存放每一次从OPEN表中弹出的那个九宫格状态。OPEN选择弹出的依据是找到其中f(n)最小的进行弹出,并扩展该状态的下一状态,然后放在CLOSE表(这里文字叙述有点绕,等会看答案可以便于理解)。结束标志是找到f(n)=0时为止。

答案

 

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