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估价函数,A算法野人传教士问题,估价函数h(n)为什么等于m+n-2b?

admin admin 发表于2023-12-09 01:37:36 浏览13 评论0

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估价函数不唯一吗

是。估价函数需要根据题意来设计,并没有唯一标准,所以估价函数不唯一。用来估计结点重要性,定义为从初始结点S0出发,约束经过结点n到达目标结点Sg的所有路径中最小路径代价的估计值,一般形式:f(n)=g(n)+h(n),其中,g(n)是从初始结点S0到结点n的实际代价,h(n)是从结点n到目标结点Sg的最优路径的估计代价。

估价函数中,hx表示什么意思

节点x到目标节点Sg的最优路径的估计代价。估价函数是目前状态到最终状态所需代价的估计值。估价函数中,hx表示节点x到目标节点Sg的最优路径的估计代价。在估价函数中g(x)为初始节点S0到节点x已实际付出的代价。h(x)是从节点x到目标节点Sg的最优路径的估计代价。主要由h(x)来体现所以h(x)称作启发函数。

估价函数就是启发式函数吗

是。根据查询估价函数相关资料得知,估价函数就是启发式函数。启发式指的是一个在一个搜寻树的节点上定义的函数,用于评估从此节点到目标节点最便宜的 路径。启发式通常用于资讯充分的搜寻算法。

什么是估价函数

star值怎么算

A*(A-Star)算法是一种静态路网中求解最短路最有效的方法。
公式表示为: f(n)=g(n)+h(n),
其中f(n) 是节点n从初始点到目标点的估价函数,
g(n) 是在状态空间中从初始节点到n节点的实际代价,
h(n)是从n到目标节点最佳路径的估计代价。
保证找到最短路径(最优解的)条件,关键在于估价函数h(n)的选取:
估价值h(n)<= n到目标节点的距离实际值,这种情况下,搜索的点数多,搜索范围大,效率低。但能得到最优解。
如果 估价值>实际值, 搜索的点数少,搜索范围小,效率高,但不能保证得到最优解。
估价值与实际值越接近,估价函数取得就越好。
例如对于几何路网来说,可以取两节点间欧几理德距离(直线距离)做为估价值,即f=g(n)+sqrt((dx-nx)*(dx-nx)+(dy-ny)*(dy-ny));这样估价函数f在g值一定的情况下,会或多或少的受估价值h的制约,节点距目标点近,h值小,f值相对就小,能保证最短路的搜索向终点的方向进行。明显优于Dijstra算法的毫无无方向的向四周搜索。
conditions of heuristic
Optimistic (must be less than or equal to the real cost)
As close to the real cost as possible
主要搜索过程:
创建两个表,OPEN表保存所有已生成而未考察的节点,CLOSED表中记录已访问过的节点。
遍历当前节点的各个节点,将n节点放入CLOSE中,取n节点的子节点X,->算X的估价值->
While(OPEN!=NULL)
{
从OPEN表中取估价值f最小的节点n;
if(n节点==目标节点) break;
else
{
if(X in OPEN) 比较两个X的估价值f //注意是同一个节点的两个不同路径的估价值
if( X的估价值小于OPEN表的估价值 )
   更新OPEN表中的估价值; //取最小路径的估价值
if(X in CLOSE) 比较两个X的估价值 //注意是同一个节点的两个不同路径的估价值
if( X的估价值小于CLOSE表的估价值 )
   更新CLOSE表中的估价值; 把X节点放入OPEN //取最小路径的估价值
if(X not in both)
求X的估价值;
   并将X插入OPEN表中; //还没有排序
}
将n节点插入CLOSE表中;
按照估价值将OPEN表中的节点排序; //实际上是比较OPEN表内节点f的大小,从最小路径的节点向下进行。
}
上图是和上面Dijkstra算法使用同一个路网,相同的起点终点,用A*算法的情况,计算的点数从起始点逐渐向目标点方向扩展,计算的节点数量明显比Dijkstra少得多,效率很高,且能得到最优解。
A*算法和Dijistra算法的区别在于有无估价值,Dijistra算法相当于A*算法中估价值为0的情况。

A算法的好处

其实A*算法也是一种最好优先的算法只不过要加上一些约束条件罢了。由于在一些问题求解时,我们希望能够求解出状态空间搜索的最短路径,也就是用最快的方法求解问题,A*就是干这种事情的!我们先下个定义,如果一个估价函数可以找出最短的路径,我们称之为可采纳性。A*算法是一个可采纳的最好优先算法。A*算法的估价函数可表示为:f'(n) = g'(n) + h'(n)这里,f'(n)是估价函数,g'(n)是起点到节点n的最短路径值,h'(n)是n到目标的最短路经的启发值。由于这个f'(n)其实是无法预先知道的,所以我们用前面的估价函数f(n)做近似。g(n)代替g'(n),但 g(n)>=g'(n)才可(大多数情况下都是满足的,可以不用考虑),h(n)代替h'(n),但h(n)<=h'(n)才可(这一点特别的重要)。可以证明应用这样的估价函数是可以找到最短路径的,也就是可采纳的。我们说应用这种估价函数的最好优先算法就是A*算法。举一个例子,其实广度优先算法就是A*算法的特例。其中g(n)是节点所在的层数,h(n)=0,这种h(n)肯定小于h'(n),所以由前述可知广度优先算法是一种可采纳的。实际也是。当然它是一种最臭的A*算法。再说一个问题,就是有关h(n)启发函数的信息性。h(n)的信息性通俗点说其实就是在估计一个节点的值时的约束条件,如果信息越多或约束条件越多则排除的节点就越多,估价函数越好或说这个算法越好。这就是为什么广度优先算法的那么臭的原因了,谁叫它的h(n)=0,一点启发信息都没有。但在游戏开发中由于实时性的问题,h(n)的信息越多,它的计算量就越大,耗费的时间就越多。就应该适当的减小h(n)的信息,即减小约束条件。但算法的准确性就差了,这里就有一个平衡的问题。

A算法野人传教士问题,估价函数h(n)为什么等于m+n-2b?

h(n)表示状态转换后左岸剩余人数的最小值。
当前状态是(m,n,b),
当b = 1 时,船在左岸,船最多可以坐2人,所以状态转换后左岸最少剩余人数为m+n-2*b,即m+n-2;
当b = 0 时,船在右岸,此时需要修道士或者野人从右岸划船到左岸,最少过去1人,因此状态转换后左岸最少剩余人数为m+n+1;
综合两种情况,状态转变后左岸剩余人数大于等于m+n-2*b,最小值是m+n-2*b,因此h(n)设定为h(n) = m+n-2*b

A算法 和 最佳优先搜索算法(Best-First-Search)

最佳优先搜索算法是一种启发式搜索算法(Heuristic Algorithm),其基于广度优先搜索算法,不同点是其依赖于估价函数对将要遍历的节点进行估价,选择代价小的节点进行遍历,直到找到目标点为止。 BFS算法不能保证找到的路径是一条最短路径,但是其计算过程相对于Dijkstra 算法会快很多 。
最佳优先搜索是一种启发式搜索算法。广度优先搜索和深度优先搜索都属于穷举类型的搜索,需要依次遍历所有的节点,当空间非常大的时候,这种方式的效率就会非常差。而启发式的搜索是对状态控件中的每个点进行评估,然后选出最好的位置。
启发估价函数公式为:
n表示当前的点,g(n)为从起始点到点n的实际代价,h(n)为从点n到目标点的估价。
(图片来源于网络)
A*算法将BFS算法和Dijkstra算法结合在一起,结合两算法的优点,既可以查找最短路径的,有拥有和BFS差不多的效率。
(图片来源于网络)
A*算法详解
模拟寻路的地址

急求井字游戏的编程源代码(MFC格式)

“井字棋”游戏(又叫“三子棋”),是一款十分经典的益智小游戏,想必很多玩家都有玩过。“井字棋”的棋盘很简单,是一个3×3的格子,很像中国文字中的“井”字,所以得名“井字棋”。“井字棋”游戏的规则与“五子棋”十分类似,“五子棋”的规则是一方首先五子连成一线就胜利;“井字棋”是一方首先三子连成一线就胜利。
井字棋(英文名Tic-Tac-Toe)
井字棋的出现年代估计已不可考,西方人认为这是由古罗马人发明的;但我们中国人认为,既然咱们都发明了围棋、五子棋,那发明个把井字棋自然是不在话下。这些纯粹是口舌之争了,暂且不提。
想起小时候上课喜欢玩井字棋,只要一张草稿纸、一支笔、同桌两人就可以玩了。上体育课,也可以拿着树枝在沙坑里玩。但一直感觉这游戏太简单了,后来接触了五子棋,着迷了一阵,但水平总是很差,便也不玩了。
一字棋游戏极小极大分析法
设有九个空格,由MAX,MIN二人对弈,轮到谁走棋谁就往空格上放一只自己的棋子,谁先使自己的棋子构成“三子成一线”(同一行或列或对角线全是某人的棋子),谁就取得了胜利。
用叉号表示MAX,用圆圈代表MIN。
比如右图中就是MIN取胜的棋局。
为了不致于生成太大的博弈树,假设每次仅扩展两层。估价函数定义如下:
设棋局为P,估价函数为e(P)。
(1) 若P对任何一方来说都不是获胜的位置,则e(P)=e(那些仍为MAX空着的完全的行、列或对角线的总数)-e(那些仍为MIN空着的完全的行、列或对角线的总数)
(2) 若P是MAX必胜的棋局,则e(P)=+∞。
(3) 若P是B必胜的棋局,则e(P)=-∞。
比如P如右图示,则e(P)=6-4=2
要注意利用棋盘位置的对称性,在生成后继节点的位置时,下列博弈结局

都是相同的棋局(在博弈中,一宇棋的分枝系数比较小起初是由于对称性,而后是由于棋盘上未布子的空格减少所致)。图3.15画出了经过两层搜索生成的博弈树,静态估值记在端节点下面,倒推值记在圆圈内。
由于右图所示位置具有最大的倒推值,它应当选取为MAX的第一步(正好是MAX的最好的优先走步)。
现在我们假设MAX走了这一步,而MIN的回步是直接在X上方的空格里放上一个圆圈(对MAX来说这是一步坏棋,他一定没有采用好的搜索策略)。下一步,MAX又在新的格局下搜索两层,产生如图3.16所示的搜索图。
现在图中MAX有两个可能“最好的”优先走步,假设MAX走了图上指明的那一步。而MIN为了避免立即败北被迫走了另一步,从而产生如下棋局:MAX再次搜索,产生如图3.17所示的树。
在这棵树中某些端节点(例如其中一个标记着A)代表MIN获胜,因此它们的估值为—∞。当这些估值被倒推回去时,可看到MAX的最好的也是唯一能使他避免立即失败的一个走步。现在,MIN可以看出MAX必然在他的下一走步中获胜,因此,MIN只好认输。
按极大极小算法编程下一字棋的演示(右图,可以点击操作)...
我们就利用Visual Basic编写一个“井字棋”的小游戏。
【设计思路】
首先,我们要知道,“井字棋”游戏是一款典型的棋类游戏,游戏时一方式是电脑,另一方是玩家。所以,这类游戏在开始时有两种方式:一种是玩家先走;另一种是电脑先走。这是我们要考虑的第一个问题。
其次,由于与玩家对战的是计算机,所以我们要编写一个过程(Chuqi),它可以使程序模拟人的思维与人下棋(其实就是“人工智能”的体现),这个Chuqi过程也是本游戏软件的关键。此外,我们还要编写两个过程(Lianxian和Shuying),Lianxian过程用来时刻判断棋盘中是否有三个棋子连成一线;Shuying过程用来判断如果有三个棋子连成一线,是哪一方连成一线的,即判断哪一方获胜。
以上几个问题就是该“井字棋”游戏实现的关键思路。....