根据指导书，帮我完成猴子摘香蕉问题

### 实验概述

**实验目标**:
1. 理解一阶谓词逻辑的原理及其在知识表示和推理中的应用。
2. 学会定义特定的逻辑过程，包括谓词、连接词和量词。
3. 使用条件语句定义执行对象的动作，并通过状态变化表示这些动作。
4. 掌握Matlab平台中function函数的使用方法，编写基本的谓词逻辑演示程序。

### 问题描述

房间内有一只猴子、一个箱子和一串挂在天花板上的香蕉。猴子需要把箱子搬到香蕉下方，然后爬到箱子上摘下香蕉。具体位置如下图所示：

- 初始状态:
- `AT(monkey, a)`：猴子在位置a
- `~HAND(s)`：猴子手里什么也没有
- `AT(box, c)`：箱子在位置c
- `~ONBOX(monkey)`：猴子不在箱子上
- `AT(banana, b)`：香蕉在位置b

- 目标状态:
- `AT(box, b)`：箱子在位置b
- `ONBOX(monkey)`：猴子在箱子上
- `HAND(banana)`：猴子手里拿着香蕉
- `AT(monkey, b)`：猴子在位置b
- `AT(banana, b)`：香蕉在位置b

### 解决方案

#### 1. 定义谓词

- `AT(x, y)`：x在y处，其中`x ∈ {monkey, box, banana}`，`y ∈ {a, b, c}`
- `HAND(s)`：猴子手里拿着s，其中`s ∈ {box, banana}`
- `ONBOX(monkey)`：猴子在箱子上

#### 2. 表示初始状态和目标状态

- **初始状态**:

  AT(monkey, a) ∧ ~HAND(s) ∧ AT(box, c) ∧ ~ONBOX(monkey) ∧ AT(banana, b)

- **目标状态**:

  AT(box, b) ∧ ONBOX(monkey) ∧ HAND(banana) ∧ AT(monkey, b) ∧ AT(banana, b)

#### 3. 定义操作谓词

- `go(m, n)`：猴子从m走到n，其中`m, n ∈ {a, b, c}`
- `movebox(m, n)`：猴子把箱子从m搬到n，其中`m, n ∈ {a, b, c}`
- `onbox(m)`：猴子在m处爬上箱子，其中`m ∈ {a, b, c}`
- `catch(banana)`：猴子摘到香蕉

#### 4. 条件和动作

- **`go(m, n)`**:
- **条件**: `AT(monkey, m)`
- **动作**: 删除 `AT(monkey, m)`，增加 `AT(monkey, n)`

- **`movebox(m, n)`**:
- **条件**: `AT(monkey, m) ∧ ~HAND(s) ∧ AT(box, m)`
- **动作**: 删除 `~HAND(s) ∧ AT(box, m)`，增加 `HAND(s) ∧ AT(box, n) ∧ AT(monkey, n)`

- **`onbox(m)`**:
- **条件**: `AT(monkey, m) ∧ ~HAND(s) ∧ AT(box, m) ∧ AT(banana, m) ∧ ~ONBOX(monkey)`
- **动作**: 删除 `~ONBOX(monkey)`，增加 `ONBOX(monkey)`

- **`catch(banana)`**:
- **条件**: `AT(monkey, m) ∧ ~HAND(s) ∧ AT(box, m) ∧ AT(banana, m) ∧ ONBOX(monkey)`
- **动作**: 删除 `~HAND(s)`，增加 `HAND(banana)`

#### 5. 状态转换

按照以下行动计划逐步进行状态转换，直到达到目标状态：

1. `go(a, c)`：猴子从a走到c
2. `movebox(c, b)`：猴子把箱子从c搬到b
3. `onbox(b)`：猴子在b处爬上箱子
4. `catch(banana)`：猴子摘到香蕉

### 实验任务

#### 基础实验

复现附录中的源程序代码，完成猴子摘香蕉的基本实验演示。

#### 进阶实验

1. **猴子在b点，箱子在a点**：
- 修改初始状态，重新运行程序，验证猴子能否成功摘到香蕉。

2. **箱子在c点，猴子在c点且在箱子上**：
- 修改初始状态，重新运行程序，验证猴子能否成功摘到香蕉。

#### 创新实验

自行设计程序，使得任意给定猴子和箱子的初始状态，猴子均能通过若干步将香蕉摘下。

### 附录 - 程序代码样例

#### 主函数

% 猴子摘香蕉程序
clear all
close all
clc

% 定义 Monkey_banama函数中 4个变量分别为，猴子的位置，盒子的位置，香蕉的位置，猴子相对箱子的位置
% Monkey_location为猴子的位置，猴子在 a处，定义为-1；在 b处，定义为 0；在 c处定义为 1；
% Box_location为箱子的位置，箱子在 a处，定义为-1；在 b处，定义为 0；在 c处定义为 1；
% Banama_location为香蕉的位置，香蕉在 a处，定义为-1；在 b处，定义为 0；在 c处定义为 1；
% Monkey_Box_state为猴子相对箱子的位置，猴子在箱子上，定义为 1；猴子不在箱子上，定义为-1；
% 当给定初始状态后，根据初始状态的情况，来确定猴子的下一步状态；
% 定义如下几种状态：
% 11：猴子从 a处移到 b处；
[Step1, Step2, Step3, Step4] = Monkey_banana(-1, 1, -1)

% 返回值中的四步的含义如下：
% Step1 = goto(x, y)；意为猴子从 x点到达 y点，本问题中定义，a点为-1，b点为 0，c点为 1，
% 例如，Step1 = goto(-1, 1)，意为猴子从 a点去往 c点；
% Step2 = move_box(x, y)；意为箱子从 x点移动到 y点，本问题中定义，a点为-1，b点为 0，c点为 1，
% 例如 Step2 = goto(1, 0)，意为箱子从 c点移动到 b点；
% Step3 = on_box(x)，意为猴子是否在箱子上，如果不在箱子上，定义为-1，如果猴子在箱子上，定义为 1；
% Step4 = catch_banana(x)，意为猴子是否摘到了香蕉，如果摘到了香蕉，定义为 1，如果没有摘到香蕉，定义为-1；
% 综上，可根据函数返回值情况，来看出猴子的整体行动方案

#### 嵌入子函数

function [Step1, Step2, Step3, Step4] = Monkey_banana(Monkey_location, Box_location, Monkey_Box_state)
    % 定义 Monkey_banama函数中 4个变量分别为，猴子的位置，盒子的位置，猴子相对箱子的位置
    % Monkey_location为猴子的位置，猴子在 a处，定义为-1；在 b处，定义为 0；在 c处定义为 1；
    % Box_location为箱子的位置，箱子在 a处，定义为-1；在 b处，定义为 0；在 c处定义为 1；
    % Monkey_Box_state为猴子相对箱子的位置，猴子在箱子上，定义为 1；猴子不在箱子上，定义为-1；
    % 当给定初始状态后，根据初始状态的情况，来确定猴子的下一步状态；
    
    % 定义如下几种状态：
    % 11：猴子从 a处移到 b处；
    Step1 = zeros(1, 2);
    a = -1;
    b = 0;
    c = 1;
    goto = zeros(1, 2);
    on_box = -1;
    move_box = zeros(1, 2);
    catch_banana = -1;
    
    if Monkey_location == -1 && Box_location == 1 && Monkey_Box_state == -1
        % Step1 = goto(a, c);
        Step1 = [-1, 1];
        Monkey_location = 1;
    else
        % 如不满足上述情况，则该步骤可忽略，用 1000代替无效值；
        Step1 = 1000;
    end
    
    if Monkey_location == 1 && Box_location == 1 && Monkey_Box_state == -1
        % Step2 = move_box(c, b);
        Step2 = [1, 0];
        Monkey_location = 0;
        Box_location = 0;
    else
        % 如不满足上述情况，则该步骤可忽略，用 1000代替无效值；
        Step2 = 1000;
    end
    
    if Monkey_location == 0 && Box_location == 0 && Monkey_Box_state == -1
        % Step3 = on_box;
        Step3 = 1;
        Monkey_location = 0;
        Monkey_Box_state = 1;
    else
        % 如不满足上述情况，则该步骤可忽略，用 1000代替无效值；
        Step3 = 1000;
    end
    
    if Monkey_location == 0 && Box_location == 0 && Monkey_Box_state == 1
        catch_banama = 1;
        % Step4 = catch_banama;
        Step4 = 1;
    else
        % 如不满足上述情况，则该步骤可忽略，用 1000代替无效值；
        Step4 = 1000;
    end
end

希望以上内容对你完成实验有所帮助！如果有任何疑问，请随时提问。