八數碼的幾種做法的總結以及是否有解的判斷

2021-07-09 14:12:55 字數 971 閱讀 6902

經典的八數碼問題,這幾天嘗試了一些不同的做法,現在總結下。

1.廣搜+雜湊

這是最容易想到的一種做法,雜湊的方法是康托展開,組合數學上有介紹。

廣搜+雜湊

2.雙向廣搜+雜湊

雙向廣搜的複雜度大約是單向的一半,所以效率上會有不錯的提高。

雙向廣搜+雜湊

3.a*+雜湊+曼哈頓距離

用到廣搜,就可以想到能用經典的a*解決,用深度作為g(n),剩下的自然是啟發函式了。對於八數碼,啟發函式可以用兩種狀態不同數字的數目。接下來就是a*的套路,a*的具體思想不再贅述,因為人工智慧課本肯定比我講的清楚。但是必須得注意到,a*需要滿足兩個條件:

1.h(n)>h'(n),h'(n)為從當前節點到目標點的實際的最優代價值。

2.每次擴充套件的節點的f值大於等於父節點的f值小。

自然,我們得驗證下我們的啟發函式,h驗證比較簡單不用說,由於g是深度,每次都會較父節點增1。再看h,認識上, 我們只需要將h看成真正的「八數碼」,將空格看空。這裡,就會發現,每移動一次,最多使得乙個數字回歸,或者說不在位減乙個。 h最多減小1,而g認為是深度,每次會增加1。所以,f=g+h, 自然非遞減,這樣,滿足了a*的兩個條件,可以用a*了!

a*+雜湊+曼哈頓距離

4.ida*+曼哈頓距離

因為要用到ida*搜尋,所以我們搜尋之前先判斷一下是否有解。

判斷的方法是學習乙個大神的:

判斷八數碼問題是否有解

ida*比起bfs的好處是空間複雜度極低,同時因為有剪枝,比起bfs降低了盲目性;比起a*的好處是不用去維護乙個堆。

ida*+曼哈頓距離

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