状态空间法野人与修道士Python
时间: 2023-10-14 14:06:04 浏览: 151
好的,关于状态空间法解决野人与修道士问题的 Python 实现,我可以为您提供一些思路和代码示例。
首先,我们需要定义每个状态的数据结构。在这个问题中,每个状态由三个参数组成:左岸的修道士人数、左岸的野人人数、船只的位置(左岸或右岸)。我们可以用一个元组 `(m, c, b)` 来表示一个状态,其中 `m` 表示左岸的修道士人数,`c` 表示左岸的野人人数,`b` 表示船只的位置,`b=0` 表示船只在左岸,`b=1` 表示船只在右岸。
接下来,我们需要定义状态转移函数。对于每个状态,有两种可能的操作:将船只移动到对岸,或者将船只上的一名修道士和一名野人移动到对岸。我们可以用一个函数 `get_successors(state)` 来计算一个状态的所有后继状态。
然后,我们可以使用广度优先搜索算法来遍历状态空间,找到从起始状态到达目标状态的最短路径。我们可以用一个队列来保存待处理的状态,用一个字典来记录每个状态的前驱状态,最后回溯得到一条路径。
下面是一个简单的 Python 实现,您可以参考一下:
``` python
from collections import deque
def get_successors(state):
m, c, b = state
successors = []
if b == 0: # 船只在左岸
for i in range(3):
for j in range(3):
if i + j >= 1 and i + j <= 2:
successors.append((m-i, c-j, 1))
else: # 船只在右岸
for i in range(3):
for j in range(3):
if i + j >= 1 and i + j <= 2 and i + j <= m + c:
successors.append((m+i, c+j, 0))
return successors
def bfs(start, end):
queue = deque([start])
visited = set([start])
predecessors = {start: None}
while queue:
state = queue.popleft()
if state == end:
path = []
while state:
path.append(state)
state = predecessors[state]
return list(reversed(path))
for successor in get_successors(state):
if successor not in visited:
queue.append(successor)
visited.add(successor)
predecessors[successor] = state
return None
start = (3, 3, 0)
end = (0, 0, 1)
path = bfs(start, end)
if path:
for state in path:
print(state)
else:
print('No path found.')
```
这段代码可以解决野人与修道士问题,起始状态为 `(3, 3, 0)`,目标状态为 `(0, 0, 1)`。程序输出的是一条从起始状态到目标状态的最短路径,其中每个元素表示一个状态。
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