Поиск c предпочтением применительно к головоломке "игра в восемь"
12. 2. Поиск c предпочтением применительно к головоломке "игра в восемь"
Если мы хотим применить программу поиска с предпочтением, показанную на Рисунок 12.3, к какой-нибудь задаче, мы должны добавить к нашей программе отношения, отражающие специфику этой конкретной задачи. Эти отношения определяют саму задачу ("правила игры"), а также вносят в алгоритм эвристическую информацию о методе ее решения. Эвристическая информация задается в форме эвристической функции.
line();/* Процедуры, отражающие специфику головоломки
"игра в восемь".
Текущая ситуация представлена списком положений фишек;
первый элемент списка соответствует пустой клетке.
Пример:
| 3 2 1 |
| 1 2 3 8 4 7 6 5 |
[2/2, 1/3, 2/3, 3/3, 3/2, 3/1, 2/1, 1/1, 1/2]
"Пусто" можно перемещать в любую соседнюю клетку,
т.е. "Пусто" меняется местами со своим соседом.
*/
после( [Пусто | Спис], [Фшк | Спис1], 1) :-
% Стоимости всех дуг равны 1
перест( Пусто, Фшк, Спис, Спис1).
% Переставив Пусто и Фшк, получаем СПИС1
перест( П, Ф, [Ф | С], [П | С] ) :-
расст( П, Ф, 1).
перест( П, Ф, [Ф1 | С], [Ф1 | С1] ) :-
перест( П, Ф, С, С1).
расст( X/Y, X1/Y1, Р) :-
% Манхеттеновское расстояние между клетками
расст1( X, X1, Рх),
расст1( Y, Y1, Ру),
Р is Рх + Py.
расст1( А, В, Р) :-
Р is А-В, Р >= 0, ! ;
Р is B-A.
% Эвристическая оценка h равна сумме расстояний фишек
% от их "целевых" клеток плюс "степень упорядоченности",
% умноженная на 3
h( [ Пусто | Спис], H) :-
цель( [Пусто1 | Цспис] ),
сумрасст( Спис, ЦСпис, Р),
упоряд( Спис, Уп),
Н is Р + 3*Уп.
сумрасст( [ ], [ ], 0).
сумрасст( [Ф | С], [Ф1 | С1], Р) :-
расст( Ф, Ф1, Р1),
сумрасст( С, Cl, P2),
Р is P1 + Р2.
упоряд( [Первый | С], Уп) :-
упоряд( [Первый | С], Первый, Уп).
упоряд( [Ф1, Ф2 | С], Первый, Уп) :-
очки( Ф1, Ф2, Уп1),
упоряд( [Ф2 | С], Первый, Уп2),
Уп is Уп1 + Уп2.
упоряд( [Последний], Первый, Уп) :-
очки( Последний, Первый, Уп).
очки( 2/2, _, 1) :- !. % Фишка в центре - 1 очко
очки( 1/3, 2/3, 0) :- !.
% Правильная последовательность - 0 очков
очки( 2/3, 3/3, 0) :- !.
очки( 3/3, 3/2, 0) :- !.
очки( 3/2, 3/1, 0) :- !.
очки( 3/1, 2/1, 0) :- !.
очки( 2/1, 1/1, 0) :- !.
очки( 1/1, 1/2, 0) :- !.
очки( 1/2, 1/3, 0) :- !.
очки( _, _, 2). % Неправильная последовательность
цель( [2/2, 1/3, 2/3, 3/3, 3/2, 3/1, 2/1, 1/1, 1/2] ).
% Стартовые позиции для трех головоломок
старт1( [2/2, 1/3, 3/2, 2/3, 3/3, 3/1, 2/1, 1/1, 1/2] ).
% Требуется для решения 4 шага
старт2( [2/1, 1/2, 1/3, 3/3, 3/2, 3/1, 2/2, 1/1, 2/3] ).
% 5 шагов
старт3( [2/2, 2/3, 1/3, 3/1, 1/2, 2/1, 3/3, 1/1, 3/2] ).
% 18 шагов
% Отображение решающего пути в виде списка позиций на доске
показреш( [ ]).
показреш( [ Поз | Спис] :-
показреш( Спис),
nl, write( '---'),
показпоз( Поз).
% Отображение позиции на доске
показпоз( [S0, S1, S2, S3, S4, S5, S6, S7, S8] ) :-
принадлежит Y, [3, 2, 1] ), % Порядок Y-координат
nl, принадлежит X, [1, 2, 3] ),
% Порядок Х-координат
принадлежит( Фшк-X/Y,
[' '-S0, 1-S1, 2-S2, 3-S3, 4-S4, 5-S5, 6-S6, 7-S7, 8-S8]),
write( Фшк),
fail.
%Возврат с переходом к следующей клетке
показпоз( _ ).
line();
