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PKU上面的1077是经典题目——八数码,在《人工智能》这门课中是重点的研究对象,引领前面几章的内容,可见其在搜索方面的典型性。

已知:3*3的格子,以及每个格子的数字(1~8和一个'x',两两不同),每次只能够移动x那个格子,并且只能往左右上下四个方向移动
目标:某种状态,在该题中为
            1 2 3
            4 5 6
            7 8 x
未知(所求):如何从给出的一个状态,经过一系列的移动,到达目标状态

解决问题从提出问题开始:
1.已知和未知有啥关系?
答:目标状态是由已知状态一步步移到的。
2.是否一定存在解呢?
答:从题目得知,有时候会得不到解(当仅仅只有两个数字不在原来的位置上时无解)。
3是否在以前遇到过类似的问题?
答:象棋上马的走法,从一个点到达目的点的搜索过程,因此考虑可以用类似的方法来寻找答案,也就是搜索。
4.除了搜索还有其他方法可以解决这个问题么?
答:暂时没有人发现,
5.如何搜索?
答:从起始位置开始,向四个方向尝试,一旦往一个方向尝试了,则要防止呆会又往原来的位置尝试的问题,于是除了一开始外,其他的每次最多只能往3个方向的尝试。
6.如何判断当前状态是否已经是目标状态?
答:每行每列都和目标状态的比较。

好,我于是很快的写出来一个DFS的程序(DFS不需要额外的空间,不需要记住状态到达哪里,比BFS容易写)
运行后,发现出错,通过用断点调试了一会后,处理了几个小错误后,遇到一个问题:
7.我的程序总是得不出结果。
答:因为DFS的话,你必须要确定他会到达一个终点就回溯,问题就出在我的程序不会出现无路可走的情况,因为他不会判断当前状态是否已经是之前走过的,所以会一步循环走下去,甚至明明一步就能到达目的地,他还是要走无限远的路,直到程序被迫跳出。
8.如何处理这个问题?
答:既然是因为递归的无限深度,那我们就给他一个深度极限,当到达这个深度时,就返回。接下来的问题是:
9.这个深度该是多少?
答:一个深度就代表一步,八数码的问题最多需要走多少步就一定能够到达目标呢?(注意,是一定),如果这个深度开太小了,有可能找不到解,如果这个深度开太大了,又会让程序不断递归下去。所以需要自己试验。

我先设了个100,发现可以得出结果,但是那个步数也就是100步左右(因为DFS找到的路径不是最短的,而是最靠近某一个方向的),和sample output的19步不同啊,于是我改成19步,结果出来的答案也是19步,只是和给出的不同,为了验证我的答案也是正确的,我撕了一张纸,在上面写了个八数码,并且按照我给出的步骤去走,最终确实到达目标了,可见我的算法是正确的。

10.求的不是最短步骤,能行么?
答:再次检查题目,发现并没有要求最短路径,并且题目显示是Special Judge,可见应该可以。

最终提交时,我把深度定为500(因为定为1000时我自己的程序崩溃了),居然一次性过了,花费的空间是208K,时间是 875MS,再看一个师弟的提交,空间是9816K,时间是438MS,可见DFS和BFS的区别。


然后我又分别试了下将深度改为200,350,结果都是TLE,证明一个问题:

有时候花费较长的时间一次性找到一个解,比花费较短的时间而多次找不到解,要来得快。

posted on 2010-04-06 21:19 ACong 阅读(180) 评论(0)  编辑 收藏 引用

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