"A*算法实验报告—启发式搜索与八数码问题求解"

本实验报告是针对计算机学院实验中心的A*算法实验进行的汇总和总结。A*算法是一种启发式图搜索算法，其特点在于对估价函数的定义。对于一般的启发式图搜索，总是选择估价函数f值最小的节点作为扩展节点。因此，f是根据需要找到一条最小代价路径的观点来估算节点的，所以，可考虑每个节点n的估价函数值为两个分量：从起始节点到节点n的实际代价g(n)以及从节点n到达目标节点的估价代价h(n)，且，为节点到目的结点的最优路径的代价。本实验的实验内容是熟悉和掌握启发式搜索的定义、估价函数和算法过程，并利用A*算法求解N数码难题，理解求解流程和搜索顺序。 实验中心：计算机学院实验中心 实验项目名称：A*算法实验 实验学时：5学时 实验原理：A*算法是一种启发式图搜索算法，其特点在于对估价函数的定义。对于一般的启发式图搜索，总是选择估价函数 f 值最小的节点作为扩展节点。因此，f是根据需要找到一条最小代价路径的观点来估算节点的，所以，可考虑每个节点n 的估价函数值为两个分量：从起始节点到节点 n 的实际代价 g(n)以及从节点 n到达目标节点的估价代价 h(n)，且，为节点到目的结点的最优路径的代价。八数码问题是在 3×3 的九宫格棋盘上，摆有 8 个刻有 1～8 数码的将牌。棋盘中有一个空格，允许紧邻空格的某一将牌可以移到空格中，这样通过平移将牌可以将某一将牌布局变换为另一布局。针对给定的一种初始布局或结构（目标状态），问如何移动将牌，实现从初始状态到目标状态的转变。如下图表示了一个具体的八数码问题求解。图 2 八数码问题的求解 实验目的：熟悉和掌握启发式搜索的定义、估价函数和算法过程，并利用 A*算法求解 N数码难题，理解求解流程和搜索顺序。 实验内容：本次实验的主要内容是利用A*算法求解N数码难题，通过实践熟悉和掌握启发式搜索的定义、估价函数和算法过程。通过实验，学生们将会理解求解流程和搜索顺序，加深对A*算法的理解和运用。 总结：本次A*算法实验是在计算机学院实验中心进行的，实验学时为5学时，实验原理主要是了A*算法的启发式图搜索，通过对估价函数的定义，学生们需要熟悉和掌握对估价函数的定义、估价函数和算法过程，并利用A*算法求解N数码难题。实验的目的是让学生们理解求解流程和搜索顺序，加深对A*算法的理解和运用。希望通过本次实验，学生们能够掌握A*算法的基本原理和实践运用。