PKU上面的1077是經(jīng)典題目——八數(shù)碼,在《人工智能》這門(mén)課中是重點(diǎn)的研究對(duì)象,引領(lǐng)前面幾章的內(nèi)容,可見(jiàn)其在搜索方面的典型性。
已知:3*3的格子,以及每個(gè)格子的數(shù)字(1~8和一個(gè)'x',兩兩不同),每次只能夠移動(dòng)x那個(gè)格子,并且只能往左右上下四個(gè)方向移動(dòng)
目標(biāo):某種狀態(tài),在該題中為
1 2 3
4 5 6
7 8 x
未知(所求):如何從給出的一個(gè)狀態(tài),經(jīng)過(guò)一系列的移動(dòng),到達(dá)目標(biāo)狀態(tài)
解決問(wèn)題從提出問(wèn)題開(kāi)始:
1.已知和未知有啥關(guān)系?
答:目標(biāo)狀態(tài)是由已知狀態(tài)一步步移到的。
2.是否一定存在解呢?
答:從題目得知,有時(shí)候會(huì)得不到解(當(dāng)僅僅只有兩個(gè)數(shù)字不在原來(lái)的位置上時(shí)無(wú)解)。
3是否在以前遇到過(guò)類似的問(wèn)題?
答:象棋上馬的走法,從一個(gè)點(diǎn)到達(dá)目的點(diǎn)的搜索過(guò)程,因此考慮可以用類似的方法來(lái)尋找答案,也就是搜索。
4.除了搜索還有其他方法可以解決這個(gè)問(wèn)題么?
答:暫時(shí)沒(méi)有人發(fā)現(xiàn),
5.如何搜索?
答:從起始位置開(kāi)始,向四個(gè)方向嘗試,一旦往一個(gè)方向嘗試了,則要防止呆會(huì)又往原來(lái)的位置嘗試的問(wèn)題,于是除了一開(kāi)始外,其他的每次最多只能往3個(gè)方向的嘗試。
6.如何判斷當(dāng)前狀態(tài)是否已經(jīng)是目標(biāo)狀態(tài)?
答:每行每列都和目標(biāo)狀態(tài)的比較。
好,我于是很快的寫(xiě)出來(lái)一個(gè)DFS的程序(DFS不需要額外的空間,不需要記住狀態(tài)到達(dá)哪里,比BFS容易寫(xiě))
運(yùn)行后,發(fā)現(xiàn)出錯(cuò),通過(guò)用斷點(diǎn)調(diào)試了一會(huì)后,處理了幾個(gè)小錯(cuò)誤后,遇到一個(gè)問(wèn)題:
7.我的程序總是得不出結(jié)果。
答:因?yàn)镈FS的話,你必須要確定他會(huì)到達(dá)一個(gè)終點(diǎn)就回溯,問(wèn)題就出在我的程序不會(huì)出現(xiàn)無(wú)路可走的情況,因?yàn)樗粫?huì)判斷當(dāng)前狀態(tài)是否已經(jīng)是之前走過(guò)的,所以會(huì)一步循環(huán)走下去,甚至明明一步就能到達(dá)目的地,他還是要走無(wú)限遠(yuǎn)的路,直到程序被迫跳出。
8.如何處理這個(gè)問(wèn)題?
答:既然是因?yàn)檫f歸的無(wú)限深度,那我們就給他一個(gè)深度極限,當(dāng)?shù)竭_(dá)這個(gè)深度時(shí),就返回。接下來(lái)的問(wèn)題是:
9.這個(gè)深度該是多少?
答:一個(gè)深度就代表一步,八數(shù)碼的問(wèn)題最多需要走多少步就一定能夠到達(dá)目標(biāo)呢?(注意,是一定),如果這個(gè)深度開(kāi)太小了,有可能找不到解,如果這個(gè)深度開(kāi)太大了,又會(huì)讓程序不斷遞歸下去。所以需要自己試驗(yàn)。
我先設(shè)了個(gè)100,發(fā)現(xiàn)可以得出結(jié)果,但是那個(gè)步數(shù)也就是100步左右(因?yàn)镈FS找到的路徑不是最短的,而是最靠近某一個(gè)方向的),和sample output的19步不同啊,于是我改成19步,結(jié)果出來(lái)的答案也是19步,只是和給出的不同,為了驗(yàn)證我的答案也是正確的,我撕了一張紙,在上面寫(xiě)了個(gè)八數(shù)碼,并且按照我給出的步驟去走,最終確實(shí)到達(dá)目標(biāo)了,可見(jiàn)我的算法是正確的。
10.求的不是最短步驟,能行么?
答:再次檢查題目,發(fā)現(xiàn)并沒(méi)有要求最短路徑,并且題目顯示是Special Judge,可見(jiàn)應(yīng)該可以。
最終提交時(shí),我把深度定為500(因?yàn)槎?000時(shí)我自己的程序崩潰了),居然一次性過(guò)了,花費(fèi)的空間是208K,時(shí)間是
875MS,再看一個(gè)師弟的提交,空間是9816K,時(shí)間是438MS,可見(jiàn)DFS和BFS的區(qū)別。
然后我又分別試了下將深度改為200,350,結(jié)果都是TLE,證明一個(gè)問(wèn)題:
有時(shí)候花費(fèi)較長(zhǎng)的時(shí)間一次性找到一個(gè)解,比花費(fèi)較短的時(shí)間而多次找不到解,要來(lái)得快。
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posted on 2010-04-06 21:19
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