八数码问题启发式搜索在Ubuntu中怎么运行呢,可以详细的告诉我吗

时间: 2024-06-08 11:09:31 浏览: 53
八数码问题是一种经典的搜索问题,启发式搜索是其中的一种常用解法。在Ubuntu中,你可以使用Python语言编写程序来解决这个问题,并且使用Pygame库来进行图形化展示。 以下是一个简单的示例代码,供你参考: ```python import pygame import sys import time import copy # 定义颜色 BLACK = (0, 0, 0) WHITE = (255, 255, 255) RED = (255, 0, 0) GREEN = (0, 255, 0) BLUE = (0, 0, 255) # 定义游戏界面大小和格子大小 WINDOW_SIZE = [480, 480] BLOCK_SIZE = 60 # 定义八数码问题的初始状态和目标状态 INIT_STATE = [[0, 1, 3], [4, 2, 5], [7, 8, 6]] GOAL_STATE = [[1, 2, 3], [4, 5, 6], [7, 8, 0]] # 定义节点类 class Node: def __init__(self, state, parent=None, action=None, depth=0): self.state = state self.parent = parent self.action = action self.depth = depth self.heuristic = self.calculate_heuristic() # 计算启发式函数值 def calculate_heuristic(self): distance = 0 for i in range(3): for j in range(3): if self.state[i][j] != GOAL_STATE[i][j]: row, col = divmod(self.state[i][j], 3) distance += abs(row - i) + abs(col - j) return distance # 获取路径 def get_path(self): path = [] node = self while node: path.append(node) node = node.parent return path[::-1] # 定义搜索算法 def a_star_search(init_state): # 初始化起始节点 start_node = Node(init_state) # 初始化开放列表和关闭列表 open_list = [start_node] closed_list = [] while open_list: # 从开放列表中选择启发式函数值最小的节点 current_node = min(open_list, key=lambda x: x.heuristic + x.depth) # 如果当前节点为目标状态,则返回路径 if current_node.state == GOAL_STATE: return current_node.get_path() # 将当前节点从开放列表中移除,并添加到关闭列表中 open_list.remove(current_node) closed_list.append(current_node) # 生成子节点并加入开放列表中 for action in ["UP", "DOWN", "LEFT", "RIGHT"]: new_state = get_new_state(current_node.state, action) if new_state is None: continue new_node = Node(new_state, current_node, action, current_node.depth + 1) if new_node in closed_list: continue if new_node in open_list: index = open_list.index(new_node) if new_node.depth < open_list[index].depth: open_list[index] = new_node else: open_list.append(new_node) # 获取新状态 def get_new_state(state, action): new_state = copy.deepcopy(state) row, col = get_blank_position(new_state) if action == "UP": if row == 0: return None new_state[row][col], new_state[row-1][col] = new_state[row-1][col], new_state[row][col] elif action == "DOWN": if row == 2: return None new_state[row][col], new_state[row+1][col] = new_state[row+1][col], new_state[row][col] elif action == "LEFT": if col == 0: return None new_state[row][col], new_state[row][col-1] = new_state[row][col-1], new_state[row][col] elif action == "RIGHT": if col == 2: return None new_state[row][col], new_state[row][col+1] = new_state[row][col+1], new_state[row][col] return new_state # 获取空白格的位置 def get_blank_position(state): for i in range(3): for j in range(3): if state[i][j] == 0: return i, j # 绘制界面 def draw_board(screen, board): for i in range(3): for j in range(3): rect = pygame.Rect(j*BLOCK_SIZE, i*BLOCK_SIZE, BLOCK_SIZE, BLOCK_SIZE) pygame.draw.rect(screen, WHITE, rect, 1) if board[i][j] != 0: font = pygame.font.Font(None, 36) text = font.render(str(board[i][j]), True, BLACK) screen.blit(text, (j*BLOCK_SIZE + BLOCK_SIZE//2 - text.get_width()//2, i*BLOCK_SIZE + BLOCK_SIZE//2 - text.get_height()//2)) # 主函数 def main(): pygame.init() # 设置窗口标题和大小 pygame.display.set_caption("Eight Puzzle") screen = pygame.display.set_mode(WINDOW_SIZE) # 进行搜索 path = a_star_search(INIT_STATE) # 按路径步骤绘制界面 for node in path: screen.fill(BLACK) draw_board(screen, node.state) pygame.display.flip() time.sleep(0.5) # 等待退出 while True: for event in pygame.event.get(): if event.type == pygame.QUIT: pygame.quit() sys.exit() if __name__ == "__main__": main() ``` 你可以将上述代码保存在一个.py文件中,然后在终端中使用以下命令运行: ``` python 文件名.py ``` 程序将会自动开始搜索并展示结果。
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