作者:mobiledu2502876293 | 来源:互联网 | 2023-05-17 17:30
八数码问题(头歌educoder启发式搜索)(python实现)-任务描述本关任务:八数码问题是在一个3×3的棋盘上有1−8位数字随机分布,以及一个空格,与空格相连的棋子可以滑动到
任务描述
本关任务:八数码问题是在一个3×3的棋盘上有1−8位数字随机分布,以及一个空格,与空格相连的棋子可以滑动到空格中,问题的解是通过空格滑动,使得棋盘转化为目标状态,如下图所示。为了简化问题的输入,首先将空格用数字0表示,然后将3×3的棋盘用9位长的字符串表示,则上图的初始状态为724506831,目标状态为012345678,本关卡所有目标状态均为012345678,也保证初始状态到目标状态有解。
测试输入:
724506831
这道题可以用很多搜索方法解决,启发式搜索为题目要求方法,但是因为评测的程序是只要有一条路径能够成功从输入走到"12345678"即可,于是也可以使用其他搜索方法也可以,比如深搜,广搜都可以,甚至不需要计算代价函数,无脑搜索就可以,但是后来发现不用代价值判断会超时,所以还是加入了代价函数的编写,由于不能贴完整代码,给大家一个模板,大家去写子函数把
深度优先搜索搜模板
子函数:
self.path1(index, i) index位置是否能够移动
self.moveMap1(init, index, index + self.direction[i])
self.isseen(change) change序列是否被走过
self.calcDistH(change) 计算change到targ的代价值
class Solution:
def __init__(self):
self.set1 = set()
self.seen = collections.defaultdict(int)
self.way= {0:'r',1:'l',2:'d',3:'u'}
self.path =[]
self.direction = (1, -1, 3, -3)
def salvePuzzle(self, init, targ):
''' 求解8数码问题
参数:
init - 初始状态 例如'123046758'
targ - 目标状态 均为'012345678'
返回值:
clf - 由udlr组成的移动路径字符串
'''
return self.dfs(init, targ)
def dfs(self, init, targ):
initstr = ''.join(init)
if (initstr == targ):
return True
self.seen[initstr] = 1
nowvalue = self.calcDistH(init, targ)
index = init.index('0')
for i in range(4):
if (self.path1(index, i)):
change = self.moveMap1(init, index, index + self.direction[i])
changevalue = self.calcDistH(change, targ)
if (changevalue<=nowvalue and self.isseen(change)):
self.path.append(self.way[i])
if(self.dfs(change, targ)):
return self.path
self.path.pop()
return 0
a=Solution()
str1 = input()
print(a.salvePuzzle(list(str1),"012345678"))
广度优先搜索模板
明天写明天写
class Solution:
def __init__(self):
self.set1 = set()
self.seen = collections.defaultdict(int)
self.way = {0: 'r', 1: 'l', 2: 'd', 3: 'u'}
self.direction = (1, -1, 3, -3)
self.queue = collections.deque()
def salvePuzzle(self, init, targ):
''' 求解8数码问题
参数:
init - 初始状态 例如'123046758'
targ - 目标状态 均为'012345678'
返回值:
clf - 由udlr组成的移动路径字符串
'''
self.queue.append((init, list()))
return self.bfs(targ)
def bfs(self,targ):
while self.queue:
(init,path) = self.queue.popleft()
initstr = ''.join(init)
self.set1.add(initstr)
if (initstr == targ):
return path
nowvalue = self.calcDistH(init, targ)
index = init.index('0')
for i in range(4):
if (self.path1(index, i)):
change = self.moveMap1(init, index,index + self.direction[i])
changevalue = self.calcDistH(change, targ)
if (changevalue <= nowvalue and ''.join(change) not in self.set1):
temp = deepcopy(path)
temp.append(self.way[i])
self.queue.append((change,temp))
return 0
截图
可以使用集合来纪录走过的路径,与这道题测试和题目是一样的,宽搜可以找到最优的,但是运行时间有点长,但
bfs+dfs:
将两个写在一起,但是代码有点冗长