实验四 A*算法求解 8 数码问题一、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 8数码难题,理解求解流程和搜索顺序。二、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上。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 h(n)<=h*(n),h*(n)为 n 节点到目标节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,排放有 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。如图 1 所示表示了一个具体的八数码问题求解。图 1 八数码问题的求解三、实验内容1、 参考 A*算法核心代码,以 8 数码问题为例实现 A*算法的求解程序(编程语言不限),要求设计两种不同的估价函数。2、在求解 8 数码问题的 A*算法程序中,设置相同的初始状态和目标状态,针对不同的估价函数,求得问题的解,并比较它们对搜索算法性能的影响,包括扩展节点数、生成节点数等。3、对于 8 数码问题,设置与图 1 所示相同的初始状态和目标状态,用宽度优先搜索算法(即令估计代价 h(n)=0 的 A*算法)求得问题的解,记录搜索过程中的扩展节点数、生成节点数。4、提交实验报告和源程序。四.实验截图五.源代码#include #include "stdio.h"#include "stdlib.h"#include "time.h"#include "string.h"#include #include using namespace std;const int N=3;//3*3棋?盘ìconst int Max_Step=32;//最?大洙?搜?索÷深?度èenum Direction{None,Up,Down,Left,Right};//方?向ò,?分?别纄对?应畖上?下?左哩?右struct Chess//棋?盘ì{int chessNum[N][N];//棋?盘ì数簓码?int Value;//评à估à值μ Direction BelockDirec;//所ù屏á蔽?方?向òstruct Chess * Parent;//父?节ú点?};void PrintChess(struct Chess *TheChess);//打洙?印?棋?盘ìstruct Chess * MoveChess(struct Chess * TheChess,Direction Direct,bo...