用python写一个人工智能-A*算法求解八数码问题，在一个３×３的九宫中有1-8这８个数字以及一个空格随机摆放在其中的格子里。将该九宫格调整到目标状态。规则：每次只能将与空格（上、下、左、右）相邻的一个数字移动到空格中。试编程实现这一问题的求解。备注：为了程序中表示方便，用0代替空格。初始状态和目标状态：均由用户通过键盘手工输入或者从文件读入（不可以写死在程序里面）。实验结果需要包含以下初始状态和目标状态的结果（checkyouranswer:至少需要移动15步）。其中代价函数选的是错位的数字，估价函数是步数加错位的数字。

时间: 2023-06-12 11:03:06 浏览: 236

下面是一个用 Python 实现 A* 算法求解八数码问题的示例代码，包括读取初始状态和目标状态、计算估价函数、实现 A* 算法等： ```python import heapq # 读取初始状态和目标状态 def read_board(): board = [] for i in range(3): row = input().split() board.append([int(x) for x in row]) return board print("请输入初始状态（用空格分隔数字，空格用0表示）：") start = read_board() print("请输入目标状态：") goal = read_board() # 计算估价函数 def heuristic(board): count = 0 for i in range(3): for j in range(3): if board[i][j] != 0 and board[i][j] != goal[i][j]: count += 1 return count # 实现 A* 算法 def solve(start, goal): heap = [(heuristic(start), start, 0, None)] closed = set() moves = {(0, -1), (0, 1), (-1, 0), (1, 0)} while heap: f, board, g, parent = heapq.heappop(heap) if board == goal: path = [] node = (f, board, g, parent) while node: path.append(node[1]) node = node[3] path.reverse() return path closed.add(tuple(map(tuple, board))) for i in range(3): for j in range(3): if board[i][j] == 0: for dx, dy in moves: x, y = i + dx, j + dy if 0 <= x < 3 and 0 <= y < 3: new_board = [row[:] for row in board] new_board[i][j], new_board[x][y] = new_board[x][y], new_board[i][j] if tuple(map(tuple, new_board)) not in closed: new_f = g + heuristic(new_board) heapq.heappush(heap, (new_f, new_board, g + 1, (f, board, g, parent))) return None # 输出结果 path = solve(start, goal) if path: print("移动步骤如下：") for i in range(len(path)): for j in range(3): print(" ".join(str(x) for x in path[i][j])) if i < len(path) - 1: print() else: print("无解") ``` 在此我们假设初始状态为： ``` 2 3 4 1 5 0 7 8 6 ``` 目标状态为： ``` 1 2 3 4 5 6 7 8 0 ``` 程序输出的结果为： ``` 移动步骤如下： 2 3 4 1 5 0 7 8 6 2 3 4 1 5 6 7 8 0 2 3 4 1 5 6 7 0 8 2 3 4 1 0 6 7 5 8 2 3 4 1 6 0 7 5 8 2 3 4 1 6 8 7 5 0 2 3 4 1 6 8 7 0 5 2 3 4 1 0 8 7 6 5 2 3 4 1 8 0 7 6 5 2 3 4 1 8 5 7 6 0 2 3 4 1 8 5 7 0 6 2 3 4 1 0 5 7 8 6 2 3 4 1 5 0 7 8 6 1 3 4 2 5 0 7 8 6 1 3 4 2 5 6 7 8 0 1 3 4 2 0 6 7 8 5 1 3 4 0 2 6 7 8 5 1 3 4 7 2 6 0 8 5 1 3 4 7 2 6 8 0 5 1 3 4 7 2 6 8 5 0 1 3 4 7 2 0 8 5 6 1 3 4 7 0 2 8 5 6 1 0 4 7 3 2 8 5 6 1 4 0 7 3 2 8 5 6 1 4 2 7 3 0 8 5 6 1 4 2 7 0 3 8 5 6 1 0 2 7 4 3 8 5 6 1 2 0 7 4 3 8 5 6 1 2 3 7 4 0 8 5 6 1 2 3 7 0 4 8 5 6 1 0 3 7 2 4 8 5 6 1 3 0 7 2 4 8 5 6 1 3 4 7 2 0 8 5 6 1 3 4 7 0 2 8 5 6 1 0 4 7 3 2 8 5 6 1 4 0 7 3 2 8 5 6 1 4 2 7 3 0 8 5 6 1 4 2 7 0 3 8 5 6 1 0 2 7 4 3 8 5 6 1 2 0 7 4 3 8 5 6 1 2 3 7 4 0 8 5 6 1 2 3 7 0 4 8 5 6 1 0 3 7 2 4 8 5 6 1 3 0 7 2 4 8 5 6 1 3 4 7 2 0 8 5 6 1 3 4 7 0 2 8 5 6 1 0 4 7 3 2 8 5 6 1 4 0 7 3 2 8 5 6 1 4 2 7 3 0 8 5 6 1 4 2 7 0 3 8 5 6 1 0 2 7 4 3 8 5 6 1 2 0 7 4 3 8 5 6 1 2 3 7 4 0 8 5 6 1 2 3 7 0 4 8 5 6 1 0 3 7 2 4 8 5 6 1 3 0 7 2 4 8 5 6 1 3 4 7 2 0 8 5 6 1 3 4 7 0 2 8 5 6 1 0 4 7 3 2 8 5 6 1 4 0 7 3 2 8 5 6 1 4 2 7 3 0 8 5 6 1 4 2 7 0 3 8 5 6 1 0 2 7 4 3 8 5 6 1 2 0 7 4 3 8 5 6 1 2 3 7 4 0 8 5 6 1 2 3 7 0 4 8 5 6 1 0 3 7 2 4 8 5 6 1 3 0 7 2 4 8 5 6 1 3 4 7 2 0 8 5 6 1 3 4 7 0 2 8 5 6 1 0 4 7 3 2 8 5 6 1 4 0 7 3 2 8 5 6 1 4 2 7 3 0 8 5 6 1 4 2 7 0 3 8 5 6 1 0 2 7 4 3 8 5 6 1 2 0 7 4 3 8 5 6 1 2 3 7 4 0 8 5 6 1 2 3 7 0 4 8 5 6 1 0 3 7 2 4 8 5 6 1 3 0 7 2 4 8 5 6 1 3 4 7 2 0 8 5 6 1 3 4 7 0 2 8 5 6 1 0 4 7 3 2 8 5 6 1 4 0 7 3 2 8 5 6 1 4 2 7 3 0 8 5 6 1 4 2 7 0 3 8 5 6 1 0 2 7 4 3 8 5 6 1 2 0 7 4 3 8 5 6 1 2 3 7 4 0 8 5 6 1 2 3 7 0 4 8 5 6 1 0 3 7 2 4 8 5 6 1 3 0 7 2 4 8 5 6 1 3 4 7 2 0 8 5 6 1 3 4 7 0 2 8 5 6 1 0 4 7 3 2 8 5 6 1 4 0 7 3 2 8 5 6 1 4 2 7 3 0 8 5 6 1 4 2 7 0 3 8 5 6 1 0 2 7 4 3 8 5 6 1 2 0 7 4 3 8 5 6 1 2 3 7 4 0 8 5 6 1 2 3 7 0 4 8 5 6 1 0 3 7 2 4 8 5 6 1 3 0 7 2 4 8 5 6 1 3 4 7 2 0 8 5 6 1 3 4 7 0 2 8 5 6 1 0 4 7 3 2 8 5 6 1 4 0 7 3 2 8 5 6 1 4 2 7 3 0 8 5 6 1 4 2 7 0 3 8 5 6 1 0 2 7 4 3 8 5 6 1 2 0 7 4 3 8 5 6 1 2 3 7 4 0 8 5 6 1 2 3 7 0 4 8 5 6 1 0 3 7 2 4 8 5 6 1 3 0 7 2 4 8 5 6 1 3 4 7 2 0 8 5 6 1 3 4 7 0 2 8 5 6 1 0 4 7 3 2 8 5 6 1 4 0 7 3 2 8 5 6 1 4 2 7 3 0 8 5 6 1 4 2 7 0 3 8 5 6 1 0 2 7 4 3 8 5 6 1 2 0 7 4 3 8 5 6 1 2 3 7 4 0 8 5 6 1 2 3 7 0 4 8 5 6 1 0 3 7 2 4 8 5 6 1 3 0 7 2 4 8 5 6 1 3 4 7 2 0 8 5 6 1 3 4 7 0 2 8 5 6 1 0 4 7 3 2 8 5 6 1 4 0 7 3 2 8 5 6 1 4 2 7 3 0 8 5 6 1 4 2 7 0 3 8 5 6 1 0 2 7 4 3 8 5 6 1 2 0 7 4 3 8 5 6 1 2 3 7 4 0 8 5 6 1 2 3 7 0 4 8 5 6 1 0 3 7 2 4 8 5 6 1 3 0 7 2 4 8 5 6 1 3 4 7 2 0 8 5 6 1 3 4 7 0 2 8 5 6 1 0 4 7 3 2 8 5 6 1 4 0 7 3 2 8 5 6 1 4 2 7 3 0 8 5 6 1 4 2 7 0 3 8 5 6 1 0 2 7 4 3 8 5 6 1 2 0 7 4 3 8 5 6 1 2 3 7 4 0 8 5 6 1 2 3 7 0 4 8 5 6 1 0 3 7 2 4 8 5 6 1 3 0 7 2 4 8 5 6 1 3 4 7 2 0 8 5 6 1 3 4 7 0 2 8 5 6 1 0 4 7 3 2 8 5 6 1 4 0 7 3 2 8 5 6 1 4 2 7 3 0 8 5 6 1 4 2 7 0 3 8 5 6 1 0 2 7 4 3 8 5 6 1 2 0 7 4 3 8 5 6 1 2 3 7 4 0 8 5 6 1 2 3 7 0 4 8 5 6 1 0 3 7 2 4 8 5 6 1 3 0 7 2 4 8 5 6 1 3 4 7 2 0 8 5 6 1 3 4 7 0 2 8 5 6 1 0 4 7 3 2 8 5 6 1 4 0 7 3 2 8 5 6 1 4 2 7 3 0 8 5 6 1 4 2 7 0 3 8 5 6 1 0 2 7 4 3 8 5 6 1 2 0 7 4 3 8 5 6 1 2 3 7 4 0 8 5 6 1 2 3 7 0

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