用A*算法求解八数码问题的源代码

时间: 2024-06-18 20:03:01 浏览: 12
A*算法是一种启发式搜索算法,用于解决许多问题,包括八数码问题。下面是使用A*算法求解八数码问题的Python源代码示例: ``` import heapq def get_manhattan_distance(board): """ 计算当前棋盘状态和目标状态的曼哈顿距离 """ distance = 0 for i in range(3): for j in range(3): if board[i][j] != 0: x, y = divmod(board[i][j]-1, 3) distance += abs(x-i) + abs(y-j) return distance def get_successors(board): """ 获取当前棋盘状态的所有合法后继状态 """ successors = [] for i in range(3): for j in range(3): if board[i][j] == 0: if i > 0: new_board = [row[:] for row in board] new_board[i][j], new_board[i-1][j] = new_board[i-1][j], new_board[i][j] successors.append(new_board) if i < 2: new_board = [row[:] for row in board] new_board[i][j], new_board[i+1][j] = new_board[i+1][j], new_board[i][j] successors.append(new_board) if j > 0: new_board = [row[:] for row in board] new_board[i][j], new_board[i][j-1] = new_board[i][j-1], new_board[i][j] successors.append(new_board) if j < 2: new_board = [row[:] for row in board] new_board[i][j], new_board[i][j+1] = new_board[i][j+1], new_board[i][j] successors.append(new_board) return successors def a_star(start, goal): """ A*算法求解八数码问题 """ heap = [(get_manhattan_distance(start), start)] visited = set() while heap: (distance, current) = heapq.heappop(heap) if current == goal: return current visited.add(str(current)) for successor in get_successors(current): if str(successor) not in visited: heapq.heappush(heap, (get_manhattan_distance(successor) + distance + 1, successor)) return None # 测试代码 start = [[2, 8, 3], [1, 6, 4], [7, 0, 5]] goal = [[1, 2, 3], [8, 0, 4], [7, 6, 5]] result = a_star(start, goal) if result is not None: print("Found a solution!") for row in result: print(row) else: print("No solution found.") ```

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include using namespace std; struct node{ int nodesun[4][4]; int pre; //上一步在队列中的位置 int flag ; //步数标识,表示当前的步数为有效的 int value; //与目标的差距 int x,y; //空格坐标 }queue[1000]; //移动方向数组 int zx[4]={-1,0,1,0}; int zy[4]={0,-1,0,1}; //当前步数 int top; int desti[4][4];//目标状态 int detect(struct node *p)//检查是否找到 {int i,j; for(i=1;i<4;i++) for(j=1;jnodesun[i][j]!=desti[i][j]) return 0; return 1; } //打印 void printlj() {int tempt; int i,j; tempt=top; while(tempt!=0) { for(i=1;i<4;i++) for(j=1;j<4;j++) {cout<<queue[tempt].nodesun[i][j]; if(j==3) cout<<" "<<endl; } tempt=queue[tempt].pre; } } //现在状态与目标状态有多少个不同位置 int VALUE(struct node *p) {int count=0; int i,j; for(i=1;i<4;i++) for(j=1;jnodesun[i][j]!=desti[i][j]) count++; return count; } void main() { //初始化 int i,j,m,n,f; int min=10; int temp,find=0,minnumber; top=1; for(i=1;i<4;i++) for(j=1;j<4;j++) {cout<<"请输入第"<<i<<"行"<<"第"<<j<<"列的值"<>temp; queue[1].nodesun[i][j]=temp; } cout<<"请输入初始状态的空格的位置(行)"<>temp; queue[1].x=temp; cout<<"请输入初始状态的空格的位置(列)"<>temp; queue[1].y=temp; queue[1].value=VALUE(&queue[1]); queue[1].pre=0; //上一步在队列中的位置 queue[1].flag=0; //目标状态 for(i=1;i<4;i++) for(j=1;j<4;j++) {cout<<"请输入目标状态第"<<i<<"行"<<"第"<<j<<"列的值"<>temp; desti[i][j]=temp; } //根据估价函数 while(!find&&top>0) { for(i=1;i<=top;i++) //////////////////////////////////////////// //min为上一图中与目标图有多少个元素不相同,queue[i]为当前图与目标图有多少个元素不相同通过这两个数的比较,就可以得出当前图较之上一图向目标图接近同时把当前的i记录下来进行下一步比较 {if(queue[i].value<min&&queue[i].flag==0) {minnumber=i;// min=queue[i].value; //还有多少不同的位数 } } queue[minnumber].flag=1; //表示此位有效 ////////////////////////////////////// // for(f=0;f=1&&i=1&&j<=3) {top++; ///////////////////////////////////////////// //位置交换 queue[top]=queue[minnumber]; queue[top].nodesun[m][n]=queue[minnumber].nodesun[i][j]; queue[top].nodesun[i][j]=0; /////////////////////////////////////// //空格移动方向 queue[top].x=i; queue[top].y=j; /////////////////////////////////////// queue[top].pre=minnumber; //上一步在队列中的位置 queue[top].value=VALUE(&queue[top]); //有多少位与目标不同 queue[top].flag=0; //标识位初始化 if(detect(&queue[top])) //检查是否为目标 {printlj(); //打印 find=1; //设找到标识位 break; } } } } }

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