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Homework#1
(搜索问题)
Ⅰ.水壶问题
考虑以下问题:
“三个水壶里面装有水,水壶上没有任何的测量标记。可以把每个水壶都倒空;也可以把水
从一个水壶倒入到另一个水壶中,当一个倒空或者一个完全装满时,倒水会立即停止。此外,不
再允许其他的动作。三个水壶的容量分别为15,7和3升。需要量出正好2升水。”
1.将以上问题表达为一个搜索问题,即给出(1)状态的描述,(2)初始状态,(3)目标测试,
及(4)后继函数。
[说明:不要列出所有的状态;对于后继函数,不需要把每个状态的所有后继都列出来,但是应
该描述清楚针对给定的任意状态如何得到其后继。此处不要求对问题的解进行描述。]
2.画出上述搜索问题的搜索树,画到深度为2即可(根节点深度为0)。在深度为0时分支因子
是多少?深度为1时分支因子又是多少?
参考解答:
1.(1)状态描述:[x,y,z],其中x,y,z分别为3个水壶中水的重量(整数)。
(2)初始状态:[15,7,3].
(3)目标测试:对状态[x,y,z],有x=2,ory=2,orz=2
(4)后继函数:给定[x,y,z],生成以下:
-[0,y,z],[x,0,z],and[x,y,0](将某一壶里的水倒空)
-[xmin(x+y,7)+y,min(x+y,7),z](将x倒入y)
-[x,ymin(y+z,3)+z,min(y+z,3)](将y倒入z)
-[min(x+z,15),y,zmin(x+z,15)+x](将z倒入x)
-[xmin(x+z,3)+z,y,min(x+z,3)](将x倒入z)
-[min(x+y,15),ymin(x+y,15)+x,z](将y倒入x)
-[x,min(y+z,7),zmin(y+z,7)+y](将z倒入y)
2.搜索树根节点:[15,7,3]
深度1的节点:[0,7,3],[15,0,3],[15,7,0](因为所有的水壶在初始时均装满了水,所以在唯一可能的
动作是将壶里的水倒空)
深度2的节点:
[0,7,3]=[0,0,3],[0,7,0],[7,0,3],[3,7,0]
[15,0,3]=[0,0,3],[15,0,0],[8,7,3],[15,3,0]
[15,7,0]=[0,7,0],[15,0,0],[12,7,3],[15,4,3]
深度为0时分支因子为3,深度为1时分支因子为4。
Ⅱ双8数码问题
考虑双8数码问题(这是8数码问题的组合,即要求将两个8数码牌经过移动使其布局到达各自的目标
状态)。
a.将双8数码问题进行问题形式化;
b.整个状态空间有多少种状态?可到达的状态又有多少?(给出表达式,不需计算出具体
数值)
参考解答:
a.初始状态:两个任意的8数码布局;后继函数:在未解决的8数码棋盘上移动一步;目标测试:两
个8数码棋盘均到达目标状态;路径耗散:每一步为单位耗散。
2
b.每一个8数码问题有9!个状态,其中一半是可达的;则两个8数码问题联合起来有(9!)/2
个可达状态。
Homework#2
(盲目搜索)
Ⅰ.考虑这样一个状态空间,每一个状态是一个不同的正整数,即为集合{1,2,3}中的一个元素。后
n2n2n1
继函数为:状态返回两种状态:数字和;初始状态为1。(12分)
a.画出包含状态1至15状态的状态图。
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