代价树的宽度优先搜索解决八位码问题输出每一步过程 python代码有注释

时间: 2023-08-13 20:05:29 浏览: 126
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宽度优先搜索解决八数码

以下是代价树的宽度优先搜索解决八位码问题并输出每一步过程的Python代码,带有注释说明: ```python # 代价树的宽度优先搜索解决八位码问题并输出每一步过程 from queue import Queue # 定义初始状态和目标状态 initial_state = [2, 8, 3, 1, 6, 4, 7, 0, 5] goal_state = [1, 2, 3, 8, 0, 4, 7, 6, 5] # 定义每个状态的代价 cost = {tuple(initial_state): 0} # 定义转移操作 moves = { 0: [1, 3], 1: [0, 2, 4], 2: [1, 5], 3: [0, 4, 6], 4: [1, 3, 5, 7], 5: [2, 4, 8], 6: [3, 7], 7: [4, 6, 8], 8: [5, 7] } # 定义转移操作的文字描述 move_names = { 0: 'Up', 1: 'Right', 2: 'Down', 3: 'Left' } # 定义搜索函数 def bfs(initial_state, goal_state): # 初始化队列和访问状态 q = Queue() q.put(initial_state) visited = set() visited.add(tuple(initial_state)) # 开始搜索 while not q.empty(): # 取出队列中的下一个状态 current_state = q.get() # 如果当前状态是目标状态,则输出路径并结束搜索 if current_state == goal_state: path = [] while current_state != initial_state: for move, next_state in moves.items(): if tuple(current_state) in next_state: path.append(move_names[move]) current_state = next_state[move] break path.reverse() print('Path:', path) return # 对当前状态进行转移操作 for move, next_state in moves.items(): new_state = current_state[:] if move in next_state: index = new_state.index(0) if move == 0: new_index = index - 3 elif move == 1: new_index = index + 1 elif move == 2: new_index = index + 3 else: new_index = index - 1 new_state[index], new_state[new_index] = new_state[new_index], new_state[index] # 如果新状态没有被访问过,则将其加入队列和访问状态,并计算代价 if tuple(new_state) not in visited: q.put(new_state) visited.add(tuple(new_state)) cost[tuple(new_state)] = cost[tuple(current_state)] + 1 # 调用搜索函数 bfs(initial_state, goal_state) ``` 在代码中,我们使用了Python内置的`queue`模块中的`Queue`类来实现队列,使用了Python内置的`set`类型来实现访问状态。在搜索过程中,我们使用了一个字典`cost`来记录每个状态的代价值,使用了两个字典`moves`和`move_names`来定义转移操作和转移操作的文字描述。在搜索结束后,我们输出了路径,并使用了Python内置的`reverse()`方法来将路径反转,以便输出正确的顺序。
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