昆明理工大学八数码实验报告

昆明理工大学信息工程与自动化学院学生实验报告

（2014 —2015 学年第 1 学期）

课程名称：人工智能及其应用开课实验室：信自楼5042014年11月26日年级、专业、班计科122

班

学号 4 邹华宇成绩

实验项目名称八数码问题指导教师吴霖

教师评语该同学是否了解实验原理： A.了解□ B.基本了解□ C.不了解□

该同学的实验能力： A.强□ B.中等□ C.差□

该同学的实验是否达到要求： A.达到□ B.基本达到□ C.未达到□

实验报告是否规范： A.规范□ B.基本规范□ C.不规范□

实验过程是否详细记录： A.详细□ B.一般□ C.没有□

教师签名：

年月日

一、上机目的及内容

1.上机内容：

求解八数码问题。

问题描述：八数码难题，问题描述：在3×3方格棋盘上，分别放置了标有数字1,2,3,4,5,6,7,8的八张牌，初始状态S0，目标状态S1如图所示，可以使用的操作有：空格上移，空格左移，空格右移，空格下移。只允许位于空格左，上，右，下方的牌移入空格。用广度优先搜索策略寻找从初始状态到目标状态的解路径。

2.上机目的:

（1）复习程序设计和数据结构课程的相关知识；

（2）熟悉人工智能系统中的问题求解过程；

（3）熟悉对八码数问题的建模、求解及编程语言的运用。

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）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的未扩展节点的表中；

（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表移除并放进CLOSED表中，称此节点为节点n；

（5）若n为一目标节点，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的后继节点舔到图中；

（7）对那些未曾在G中出现过的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表或CLOSED表上的成员，确定是否需要更改通到n的指针方向；

（8）按某一任意方式或按某个探视值，重排OPEN表。

宽度优先算法实现过程

（1）把起始节点放到OPEN表中；

（2）如果OPEN是个空表，则没有解，失败退出；否则继续；

（3）把第一个节点从OPEN表中移除，并把它放入CLOSED的扩展节点表中；

（4）扩展节点n。如果没有后继节点，则转向（2）；

（5）把n的所有后继结点放到OPEN表末端，并提供从这些后继结点回到n的指针；（6）如果n的任意一个后继结点是目标节点，则找到一个解答，成功退出，否则转（2）。

深度优先实现过程

（1）把起始节点S放入未扩展节点OPEN表中。如果此节点为一目标节点，则得一个解；

（2）如果OPEN为一空表，则失败退出；

（3）把第一个节点从OPEN表移到CLOSED表；

（4）如果节点n的深度等于最大深度，则转向（2）；

（5）扩展节点n，产生其全部后裔，并把它们放入OPEN表的前头。如果没有后裔，则转向（2）；

（6）如果后继结点中有任一个目标节点，则得到一个解，成功退出，否则转向（2）。

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）

1、先创建项目，新建Source File文件：main.cpp。

#include

#include "Node.h"

#include "Queue.h"

#include "Search.h"

#include "Tree.h"

void CreateNode1(std::vector& s) {

s.push_back(2);

s.push_back(8);

s.push_back(3);

s.push_back(1);

s.push_back(0);

s.push_back(4);

s.push_back(7);

s.push_back(6);

s.push_back(5);

}

void CreateNode4(std::vector& d) {

d.push_back(2);

d.push_back(8);

d.push_back(3);

d.push_back(1);

d.push_back(6);

d.push_back(4);

d.push_back(7);

d.push_back(0);

d.push_back(5);

}

void CreateNode8(std::vector& d) {

d.push_back(0);

d.push_back(2);

d.push_back(3);

d.push_back(1);

d.push_back(8);

d.push_back(4);

d.push_back(7);

d.push_back(6);

d.push_back(5);

}

void CreateNode20(std::vector& d) {

d.push_back(2);

d.push_back(0);

d.push_back(8);