PKU上面的1077是經典題目——八數碼,在《人工智能》這門課中是重點的研究對象,引領前面幾章的內容,可見其在搜索方面的典型性。
已知:3*3的格子,以及每個格子的數字(1~8和一個'x',兩兩不同),每次只能夠移動x那個格子,并且只能往左右上下四個方向移動
目標:某種狀態,在該題中為
1 2 3
4 5 6
7 8 x
未知(所求):如何從給出的一個狀態,經過一系列的移動,到達目標狀態
解決問題從提出問題開始:
1.已知和未知有啥關系?
答:目標狀態是由已知狀態一步步移到的。
2.是否一定存在解呢?
答:從題目得知,有時候會得不到解(當僅僅只有兩個數字不在原來的位置上時無解)。
3是否在以前遇到過類似的問題?
答:象棋上馬的走法,從一個點到達目的點的搜索過程,因此考慮可以用類似的方法來尋找答案,也就是搜索。
4.除了搜索還有其他方法可以解決這個問題么?
答:暫時沒有人發現,
5.如何搜索?
答:從起始位置開始,向四個方向嘗試,一旦往一個方向嘗試了,則要防止呆會又往原來的位置嘗試的問題,于是除了一開始外,其他的每次最多只能往3個方向的嘗試。
6.如何判斷當前狀態是否已經是目標狀態?
答:每行每列都和目標狀態的比較。
好,我于是很快的寫出來一個DFS的程序(DFS不需要額外的空間,不需要記住狀態到達哪里,比BFS容易寫)
運行后,發現出錯,通過用斷點調試了一會后,處理了幾個小錯誤后,遇到一個問題:
7.我的程序總是得不出結果。
答:因為DFS的話,你必須要確定他會到達一個終點就回溯,問題就出在我的程序不會出現無路可走的情況,因為他不會判斷當前狀態是否已經是之前走過的,所以會一步循環走下去,甚至明明一步就能到達目的地,他還是要走無限遠的路,直到程序被迫跳出。
8.如何處理這個問題?
答:既然是因為遞歸的無限深度,那我們就給他一個深度極限,當到達這個深度時,就返回。接下來的問題是:
9.這個深度該是多少?
答:一個深度就代表一步,八數碼的問題最多需要走多少步就一定能夠到達目標呢?(注意,是一定),如果這個深度開太小了,有可能找不到解,如果這個深度開太大了,又會讓程序不斷遞歸下去。所以需要自己試驗。
我先設了個100,發現可以得出結果,但是那個步數也就是100步左右(因為DFS找到的路徑不是最短的,而是最靠近某一個方向的),和sample output的19步不同啊,于是我改成19步,結果出來的答案也是19步,只是和給出的不同,為了驗證我的答案也是正確的,我撕了一張紙,在上面寫了個八數碼,并且按照我給出的步驟去走,最終確實到達目標了,可見我的算法是正確的。
10.求的不是最短步驟,能行么?
答:再次檢查題目,發現并沒有要求最短路徑,并且題目顯示是Special Judge,可見應該可以。
最終提交時,我把深度定為500(因為定為1000時我自己的程序崩潰了),居然一次性過了,花費的空間是208K,時間是
875MS,再看一個師弟的提交,空間是9816K,時間是438MS,可見DFS和BFS的區別。
然后我又分別試了下將深度改為200,350,結果都是TLE,證明一個問題:
有時候花費較長的時間一次性找到一個解,比花費較短的時間而多次找不到解,要來得快。
|
|
posted on 2010-04-06 21:19
ACong 閱讀(192)
評論(0) 編輯 收藏 引用