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符)的排列顺序是qA,qB,qC。

应用广度优先搜索,可得到如下搜索树。在该搜索树中,重复出现的状态不再划出,节点旁边的标识Si,i=0,1,2,…,为按节点被扩展的顺序给出的该节点的状态标识。

由该图可以看出,从初始状态S0到目标状态Sg的路径是 S0→2→5→13(Sg) 2 S0 C 2 B 2 A 3 3 1 1 1 3 4 4 qA 4 qC 2 S1 2 1 3 3 24 11 3 4 4 qB 2 1 2 4 3 4 S3 1 2 2 2 3 3 1 1 4 4 4 3 S2 3 2 3 qC 1 4 1 qA qB 2 1 S4 S5 2 S6 22 1 1 1 3 3 1 4 3 1 1 3 2 2 4 4 1 23 24 14 3 1 3 2 3 3 4 3 4 4 3 4 qA 2 2 3 qB S10 2 4 2 4 2 4 S7 1 3 1 2 2 3 1 1 2 4 3 3 S8 1 4 4 qC qC 2 1 4 S11 1 S12即Sg 2 4 3 3 4 2 1 1 3 2 1 3 1 4 3 4 1 2 3 1 1 2 2 4 4 3 3 4 4 4.7题的广度优先搜索树

S9 4 2 2 1 3 3 1 1 3 4 4 2 其深度优先搜索略。

4.8 图4-32是5个城市的交通图,城市之间的连线旁边的数字是城市之间路程的费用。要求从A城出发,经过其它各城市一次且仅一次,最后回到A城,请找出一条最优线路。

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A 10 B 解:这个问题又称为旅行商问题(travelling salesman

2 8 problem, TSP)或货郎担问题,是一个较有普遍性的实

际应用问题。根据数学理论,对n个城市的旅行商问题, 9 C 11 6 3 12 8 其封闭路径的排列总数为:

D 9 E (n!)/n=(n-1)!

其计算量相当大。例如,当n=20时,要穷举其所有路4-32 交通费用图 径,即使用一个每秒一亿次的计算机来算也需要350年的时间。因此,对这类问题只能用搜索的方法来解决。

下图是对图4-32按最小代价搜索所得到的搜索树,树中的节点为城市名称,节点边上的数字为该节点的代价g。其计算公式为

g(ni+1)=g(ni)+c(ni, ni+1)

其中,c(ni,ni+1)为节点ni到ni+1节点的边代价。 0

A 10 2 11 9 11 B 10 C 2 D 9 E

8 12 6 8 3 8 12 3 9 6 8 9 18 16 20 C 18 D 22 E B 10 D 5 E 10 B 21 C 12 E C 19 D B 17

3 9 8 8 8 12 3 12 6 6 9 12 3 8 8 6 8 12 6 8 9 3 8 9 23 29 22 16 19 20 20 C 25 D B 32 C C 25 E 31 16 B E D D B E

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24 25 14 26 B 24 27 21 26 17 D 20 27 C D B E C E C E B D 8 8 9 9 12 12 3 6 6

8 6 6 12 8 9 9 3 3 31 27 28 31 26 33 26 31 E E D D B E B B D 28

32 B 34 23 20 C E D 27 C 28 E B E 28 30 D 35

10 2

A 30 30 A

图4.32的最小代价搜索树

可以看出,其最短路经是 A-C-D-E-B-A 或

A-B-E-D-C-A

其实,它们是同一条路经。

4.11 设有如下结构的移动将牌游戏:

B B W W E 其中,B表示黑色将牌,W表是白色将牌,E表示空格。游戏的规定走法是:

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(1) 任意一个将牌可移入相邻的空格,规定其代价为1;

(2) 任何一个将牌可相隔1个其它的将牌跳入空格,其代价为跳过将牌的数目加1。 游戏要达到的目标什是把所有W都移到B的左边。对这个问题,请定义一个启发函数h(n),并给出用这个启发函数产生的搜索树。你能否判别这个启发函数是否满足下解要求?再求出的搜索树中,对所有节点是否满足单调限制?

解:设h(x)=每个W左边的B的个数,f(x)=d(x)+3*h(x),其搜索树如下: f(x)=0+12=12 B B W W E f(x)=1+12=13 f(x)=1+12=13 B B E W W B B W E W f(x)=2+12=14 f(x)=2+9=11 B B E W W B E W B W f(x)=3+9=12 E B W B W f(x)=4+6=10 W B E B W f(x)=5+3=8 W B W B E f(x)=6+3=9 W B W E B f(x)=7+0=7 W B W E B

4.14 设有如图4-34的与/或/树,请分别按和代价法及最大代价法求解树的代价。

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5 B 7 D 2 t1

2 E 3 t2

A 6 C 2 t3 1 t4 图4.34 习题4.14的与/或树

解:若按和代价法,则该解树的代价为: h(A)=2+3+2+5+2+1+6=21

若按最大代价法,则该解树的代价为:

h(A)=max{h(B)+5, h(C)+6} = max{(h(E)+2)+5, h(C)+6} = max{(max(2, 3)+2)+5, max(2, 1)+6}

=max((5+5, 2+6)=10

4.15 设有如图4-35所示的博弈树,其中最下面的数字是假设的估值,请对该博弈树作如下工作:

(1) 计算各节点的倒推值;

(2) 利用α-β剪枝技术剪去不必要的分枝。

S0

A B

C D E F H I J G K L M N 0 5 -3 3 3 6 6 -2 3 5 4 -3 0 6 8 9 -3

图4.35 习题4.15的博弈树

解:各节点的倒推值和剪枝情况如下图所示:

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