按照prolog程序格式编写用状态图搜索思想编辑迷宫问题求解的源程序;
时间: 2024-03-10 12:44:13 浏览: 125
规则迷宫的一种求解思想及算法源码.
下面是按照Prolog程序格式编写的迷宫问题求解程序,采用状态图搜索思想:
```prolog
% 迷宫地图
maze([
[0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0],
[0, 1, 0, 1, 0, 1, 1, 1, 1, 0],
[0, 1, 0, 1, 0, 0, 0, 0, 0, 0],
[0, 1, 0, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 0],
[0, 1, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 1, 0],
[0, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 0, 1, 0],
[0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 1, 0],
[0, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 0],
[0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0],
[0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0]
]).
% 迷宫大小
size(10, 10).
% 判断某个位置是否为障碍物
is_obstacle(X, Y) :-
maze(M),
nth0(Y, M, Row),
nth0(X, Row, 1).
% 判断某个位置是否已经访问过
has_visited(X, Y, Path) :-
member(X, Path),
member(Y, Path).
% 计算从当前位置到终点的估价函数
hvalue(state(X, Y, _, _, H, _)) :-
size(W, H),
DX is W - X,
DY is H - Y,
H is DX + DY.
% 根据当前状态生成下一个可能的状态
next_state(state(X, Y, P, C, H, _), state(X1, Y1, [X, Y|P], C1, H1, _, state(X, Y, _, _, _, _))) :-
move(X, Y, X1, Y1),
\+ is_obstacle(X1, Y1),
\+ has_visited(X1, Y1, P),
C1 is C + 1,
hvalue(state(X1, Y1, _, _, H1, _)).
% 移动到下一个位置
move(X, Y, X1, Y1) :- X1 is X + 1, Y1 is Y. % 向右移动
move(X, Y, X1, Y1) :- X1 is X - 1, Y1 is Y. % 向左移动
move(X, Y, X1, Y1) :- X1 is X, Y1 is Y + 1. % 向上移动
move(X, Y, X1, Y1) :- X1 is X, Y1 is Y - 1. % 向下移动
% 初始化状态
init :-
size(W, H),
retractall(state(_, _, _, _, _, _)),
asserta(state(state(1, 1, [], 0, H, H, nil))),
search([state(1, 1, [], 0, H, H, nil)], []).
% 判断当前状态是否为终止状态
is_goal(state(X, Y, _, _, _, _)) :-
size(W, H),
X =:= W,
Y =:= H.
% 扩展状态
expand(State, States) :-
findall(State1, next_state(State, State1), States).
% 添加状态到open list中
add_to_open(States, Open, Open1) :-
append(Open, States, Open2),
sort(Open2, Open1, [compare(fvalue)]).
% 添加状态到closed list中
add_to_closed(State, Closed, Closed1) :-
retract(state(State)), !,
asserta(state(State)),
Closed1 = Closed.
add_to_closed(State, Closed, [State|Closed]) :-
asserta(state(State)).
% 搜索算法
search([], _) :- !, fail. % open list为空,搜索失败
search([State|_], Path) :- % open list的第一个状态为终止状态,搜索成功
is_goal(State),
reverse(Path, Path1),
print_path(Path1, State).
search([State|Open], Closed) :- % 扩展当前状态
expand(State, States),
add_to_open(States, Open, Open1),
add_to_closed(State, Closed, Closed1),
search(Open1, Closed1).
% 打印路径
print_path([], _).
print_path([X,Y|Path], State) :-
print_path(Path, State1),
format("从(~w, ~w)到(~w, ~w),代价为~w\n", [X, Y, State1.x, State1.y, State1.cost]).
% 运行程序
:- initialization(init).
```
在这个程序中,我们将迷宫地图和尺寸的定义放在了外部,通过maze和size两个函数来读取。这样做的好处是可以方便地修改地图和尺寸,而不需要直接修改程序代码。
程序中的搜索算法和状态扩展函数与之前的程序相同,只是将各个部分单独拆成了一个个函数。这样做的好处是可以让程序更加易读和易于维护。
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