import copy class CliffWalkingEnv: """ 悬崖漫步环境""" def __init__(self, ncol=9, nrow=5): self.ncol = ncol # 定义网格世界的列 self.nrow = nrow # 定义网格世界的行 # 转移矩阵 P[state][action] = [(p, next_state, reward, done)]包含下一个状态和奖励 self.P = self.createP() def createP(self): # 初始化 P = [[[] for j in range(4)] for i in range(self.nrow * self.ncol)] # 4 种动作, change[0]:上, change[1]:下, change[2]:左, change[3]:右。坐标系原点(0,0) # 定义在左上角 change = [[0, -1], [0, 1], [-1, 0], [1, 0]] for i in range(self.nrow): for j in range(self.ncol): for a in range(4): # 位置在悬崖或者目标状态, 因为无法继续交互,任何动作奖励都为 0 if i == self.nrow - 1 and j > 0: P[i * self.ncol + j][a] = [(1, i * self.ncol + j, 0, True)] continue # 其他位置 next_x = min(self.ncol - 1, max(0, j + change[a][0])) next_y = min(self.nrow - 1, max(0, i + change[a][1])) next_state = next_y * self.ncol + next_x reward = -1 done = False # 下一个位置在悬崖或者终点 if next_y == self.nrow - 1 and next_x > 0: done = True if next_x != self.ncol - 1: # 下一个位置在悬崖 reward = -100 P[i * self.ncol + j][a] = [(1, next_state, reward, done)] return P 将上述代码的每一行都进行注释并解释它在这个位置的作用

import copy

class CliffWalkingEnv:
    """悬崖漫步环境"""

    def __init__(self, ncol=9, nrow=5):
        self.ncol = ncol # 定义网格世界的列
        self.nrow = nrow # 定义网格世界的行
        
        # 转移矩阵 P[state][action] = [(p, next_state, reward, done)]
        # 包含下一个状态和奖励
        self.P = self.createP()
    
    def createP(self):
        # 初始化
        P = [[[] for j in range(4)] for i in range(self.nrow * self.ncol)]
        
        # 4 种动作, change[0]:上, change[1]:下, change[2]:左, change[3]:右。坐标系原点(0,0)
        # 定义在左上角
        change = [[0, -1], [0, 1], [-1, 0], [1, 0]]
        
        for i in range(self.nrow):
            for j in range(self.ncol):
                for a in range(4):
                    # 位置在悬崖或者目标状态, 因为无法继续交互,任何动作奖励都为 0
                    if i == self.nrow - 1 and j > 0:
                        P[i * self.ncol + j][a] = [(1, i * self.ncol + j, 0, True)]
                        continue
                    
                    # 其他位置
                    next_x = min(self.ncol - 1, max(0, j + change[a][0]))
                    next_y = min(self.nrow - 1, max(0, i + change[a][1]))
                    next_state = next_y * self.ncol + next_x
                    reward = -1
                    done = False
                    
                    # 下一个位置在悬崖或者终点
                    if next_y == self.nrow - 1 and next_x > 0:
                        done = True
                    if next_x != self.ncol - 1: # 下一个位置在悬崖
                        reward = -100
                    
                    P[i * self.ncol + j][a] = [(1, next_state, reward, done)]
        
        return P

代码的作用：

- `import copy`：导入 copy 模块
- `class CliffWalkingEnv:`：定义名为 CliffWalkingEnv 的类
- `def __init__(self, ncol=9, nrow=5):`：定义类的初始化函数，其中 ncol 和 nrow 分别表示网格世界的列数和行数
- `self.ncol = ncol`：将输入的 ncol 赋值给类内部的 self.ncol
- `self.nrow = nrow`：将输入的 nrow 赋值给类内部的 self.nrow
- `self.P = self.createP()`：将类的转移矩阵 P 初始化为 createP() 函数的返回值
- `def createP(self):`：定义 createP() 函数来生成转移矩阵 P
- `P = [[[] for j in range(4)] for i in range(self.nrow * self.ncol)]`：初始化 P 为空列表，其维度为 (ncol * nrow, 4)，即每个状态都有四种动作
- `change = [[0, -1], [0, 1], [-1, 0], [1, 0]]`：定义 change 列表，其中每个元素表示一个动作的坐标变化，分别为上、下、左、右
- `for i in range(self.nrow):`：遍历网格世界的每一行
- `for j in range(self.ncol):`：遍历网格世界的每一列
- `for a in range(4):`：遍历四种动作
- `if i == self.nrow - 1 and j > 0:`：如果当前位置在悬崖或者终点，则任何动作奖励都为 0，此时将转移矩阵 P 的该状态和动作对应的值设为 [(1, i * self.ncol + j, 0, True)]，表示只有该状态和动作概率为 1，下一个状态为当前状态，奖励为 0，终止状态为 True
- `next_x = min(self.ncol - 1, max(0, j + change[a][0]))`：计算当前动作后下一个状态的横坐标
- `next_y = min(self.nrow - 1, max(0, i + change[a][1]))`：计算当前动作后下一个状态的纵坐标
- `next_state = next_y * self.ncol + next_x`：计算下一个状态的编号
- `reward = -1`：将奖励初始化为 -1
- `done = False`：将终止状态标志初始化为 False
- `if next_y == self.nrow - 1 and next_x > 0:`：如果下一个状态是终点，则将终止状态标志设为 True
- `if next_x != self.ncol - 1:`：如果下一个状态不是悬崖，则将奖励设为 -100
- `P[i * self.ncol + j][a] = [(1, next_state, reward, done)]`：将该状态和动作对应的转移概率、下一个状态、奖励、终止状态设为 [(1, next_state, reward, done)]，表示只有该状态和动作概率为 1，下一个状态为 next_state，奖励为 reward，终止状态为 done
- `return P`：返回生成的转移矩阵 P