八数码问题c语言a星算法详细实验报告含代码.doc

"八数码问题 C 语言 A* 算法详细实验报告含代码" 本实验报告主要介绍了使用 C 语言实现的 A* 算法来解决八数码问题的详细实验报告。八数码问题是一个经典的人工智能问题，要求从初始状态到目标状态，使得棋盘上的数字从混乱到有序。 一、实验内容和要求 本实验的主要内容是使用 C 语言实现 A* 算法来解决八数码问题。八数码问题是一个状态空间搜索问题，要求从初始状态到目标状态，经过一系列的操作，使得棋盘上的数字从混乱到有序。在本实验中，我们选择了 A* 算法来解决八数码问题。 二、实验目的 本实验的目的是： 1. 熟悉人工智能系统中的问题求解过程； 2. 熟悉状态空间的盲目搜索和启发式搜索算法的应用； 3. 熟悉对八数码问题的建模、求解及编程语言的应用。 三、实验算法 A* 算法是一种常用的启发式搜索算法。在 A* 算法中，一个结点位置的好坏用估价函数来对它进展评估。A* 算法的估价函数可表示为：f'(n) = g'(n) + h'(n)，其中 f'(n) 是估价函数，g'(n) 是起点到终点的最短路径值，h'(n) 是 n 到目标的最短路经的启发值。 由于这个 f'(n) 实际上是无法预先知道的，所以实际上使用的是下面的估价函数：f(n) = g(n) + h(n)，其中 g(n) 是从初始结点到节点 n 的实际代价，h(n) 是从结点 n 到目标结点的最正确路径的估计代价。 在这里主要是 h(n) 表达了搜索的启发信息，因为 g(n) 是的。用 f(n) 作为 f'(n) 的近似，也就是用 g(n) 代替 g'(n)，h(n) 代替 h'(n)。这样必须满足两个条件：（1）g(n) >= g'(n)（大多数情况下都是满足的，可以不用考虑），且 f 必须保持单调递增。（2）h 必须小于等于实际的从当前节点到目标节点的最小消耗 h(n) <= h'(n)。第二点特别的重要。 四、A* 算法的步骤 A* 算法的步骤如下： 1. 建立一个队列，计算初始结点的估价函数 f，并将初始结点入队，设置队列头和尾指针。 2. 取出队列头（队列头指针所指）的结点，如果该结点是目标结点，那么输出路径，程序完毕。否那么对结点进展扩展。 3. 检查扩展出的新结点是否与队列中的结点重复，假设与不能再扩展的结点重复（位于队列头指针之前），那么将它抛弃；假设新结点与待扩展的结点重复（位于队列头指针之后），那么比拟两个结点的估价函数中 g 的大小，保存较小 g 值的结点。跳至第五步。 4. 如果扩展出的新结点与队列中的结点不重复，那么按照它的估价函数 f 大小将它插入队列中的头结点后待扩展结点的适当位置，使它们按从小到大的顺序排列，最后更新队列尾指针。 5. 如果队列头的结点还可以扩展，直接返回第二步。否那么将队列头指针指向下一结点，再返回第二步。 五、实验结果 在本实验中，我们使用 C 语言实现了 A* 算法来解决八数码问题。实验结果表明，A* 算法可以很好地解决八数码问题，搜索路径较短，时间复杂度较低。 六、结论 本实验总结了使用 C 语言实现 A* 算法来解决八数码问题的实验结果。实验结果表明，A* 算法可以很好地解决八数码问题，搜索路径较短，时间复杂度较低。该实验为后续的研究提供了有价值的参考。