大连理工大学《人工智能》大作业题目及要求6.docx
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题目：
《人工智能》课程设计--农夫过河
1.谈谈你对本课程学习过程中的心得体会与建议？
通过对本学科的学习使我对人工智能有了进一步的理解与认识，让我知道了何用计算机来模拟人类智能，如何用计算机实现诸如问题求解、规划推理、模式识别、知识工程、自然语言处理、机器学习等只有人类才具备的智能，使得计算机更好的为人类服务。
这是一门极富挑战的科学，是一门包含十分广泛的科学，它由不同的领域组成，如机器学习，计算机视觉等等，总的来说人工智能研究的一个主要目标是使机器能够胜任一些通常需要人类智能才能完成的复杂工
题目：
农夫过河问题
内容：
有一农夫要将自己的羊、菜和狼等3件物品需运过河。
有一个农夫带一只狼、一只羊和一篮菜过河。
假设农夫每次只能带一样东西过河,考虑安全,无农夫看管时,狼和羊不能在一起,羊和菜篮不能在一起.试设计求解该问题的状态空间,并画出状态空间图.
一、问题分析和任务定义
6
根据对象的状态分为过河
（1）和不过河（0），此对象集合就构成了一个状态空间。
问题就是在这个状态空间内搜索一条从开始状态到结束状态的安全路径。
显然，其初始状态为四对象都不过河，结束状态为四对象全部过河。
这里利用图的广度优先算法思想处理，并采用队列存储，灵活运用二进制的特点完美解决问题。
对于农夫，狼，羊，菜组成一个4位二进制代码，即4位二进制数分别代表了农夫、狼、菜和羊，状态空间为16，初始状态为（0000），目标为（1111）。
解决问题的方法是，首先将初始状态（0000）入队（第一层），再将由初始状态（0000）可达到的所有安全状态入队（第二层），能由已有的安全状态到达的安全且不重复的所有状态入队（第三层），依次如此直到状态（1111）为止。
对当前对象是否安全的判断，若当农夫与羊不在一起时，狼与羊或羊与菜在一起是不安全的，其他情况是安全的。
二、概要设计和数据结构的选择
求解这个问题的最简单的方法是一步一步进行试探，每一步都搜索所有可能的选择，对前一步合适的选择再考虑下一步的各种方案。
用计算机实现上述求解的搜索过程可以采用两种不同的策略：
一种是广度优先（breadth_first）搜索，另一种是深度优先（depth_first）。
此处采用广度优先算法。
广度优先的含义就是在搜索过程中总是首先搜索下面一步的所有可能状态，然后再进一步考虑更后面的各种情况。
要实现广度优先
搜索，一般都采用队列要模拟农夫过河问题，首先需要选择一个对问题中每个角色的位置进行描述的方法。
一个很方便的办法是用四位二进制数顺序分别表示农夫、狼、菜和羊的位置。
例如用0表示农夫或者某东西在河的南岸，1表示在河的北岸。
因此整数5（其二进制表示为0101）表示农夫和菜在河的南岸，而狼和羊在北岸。
农夫、狼、羊、菜
Loca
农夫、狼、羊、
Loca
tion
菜
tion
0000
0
1000
8
表1物品的所有位置状态
0001
1
1001
9
0010
2
1010
10
0011
3
1011
11
0100
4
1100
12
0101
5
1101
13
0110
6
1110
14
0111
7
1111
15
⑴数据结构的选择：
本程序采用队列处理。
typedefstructnode
CreateQ
safe
location
main
enQueue
DFS_path
click
printf
0000
重复
0001
重复
1011
重复
1011
安全
0010
安全
1110
安全
0110
安全
1001
安全
0011
不安全
1010
不安全
1111
过河成功
0100
安全
1101
重复
初始状态
0000
0001
安全
1101
安全
0001
重复
1110
安全
0110
安全
1010
不安全
0101
不安全
1100
不安全
1100
不安全
1001
安全
0000
重复
0001
1000 重复
不安全
开始
创建队列
Ox00入队
队空？
访
问结束？
N
取队头赋给location
for（1~8;movers左移）
Y
movers与
农夫同侧
N
ID=开始
ID=下一步
Y
newlocation=
location=15
已点开始？
Y
N
带着movers移位
根据location的值按
位置分别输出四物
Safe？
未
访问？
N
N
Y
Location=0?
Y newlocation入队
visited[newlocation]=location
过河成功
location=
visited[location]
结束
7
8
9
10
11
12
数据结构与算法.北京：
中国铁道出版社，2007年6月。
[2]严蔚敏，吴伟民.数据结构（C语言版）.清华大学出版社。
[3]网站CSDN八、附录#include""#include<>#include<>#include""#include""#include<>#include<>
BOOLWINAPIMain_Proc（HWNDhWnd,UINTuMsg,WPARAMwParam,LPARAMlParam）
{
switch（uMsg）
{
HANDLE_MSG（hWnd,WM_INITDIALOG,Main_OnInitDialog）;
13
HANDLE_MSG（hWnd,WM_COMMAND,Main_OnCommand）;HANDLE_MSG（hWnd,WM_CLOSE,Main_OnClose）;
}
returnFALSE;
}
BOOLMain_OnInitDialog（HWNDhwnd,HWNDhwndFocus,LPARAMlParam）
{
returnTRUE;
}
constintmaxlen=20; //定义maxlen的长度
typedefstructnode //顺序队列类型定义
{
intf,r; //定义头尾指针
intdata[maxlen];
}SeqQueue;
voidInitQueue（SeqQueue*Q） //置空队列
{
Q->r=0;
Q->f=0;
}
intisEmptyQueue_seq（SeqQueue*Q） //判断队列是否为空
23
{
return（Q->f==Q->r）;
}
voidenQueue_seq（HWNDhwnd,SeqQueue*Q,intx）//入队
{
if（（Q->r+1）%maxlen==Q->f）
MessageBox（hwnd,TEXT（"队列已满!
"）,TEXT（"警告"）,MB_OK）;else
{
Q->data[Q->r]=x;
Q->r=（Q->r+1）%maxlen;
}
}
voiddeQueue_seq（HWNDhwnd,SeqQueue*Q） //出队
{
if（Q->f==Q->r）
MessageBox（hwnd,TEXT（"队列已空!
"）,TEXT（"警告"）,MB_OK）;else
Q->f=（Q->f+1）%maxlen;
}
intfrontQueue_seq（HWNDhwnd,SeqQueue*Q） //取队头元素
{
if（Q->f==Q->r）
{
MessageBox（hwnd,TEXT（"队列已空!
"）,TEXT（"警告"）,MB_OK）;return0;
}
else
return（Q->data[Q->f]）;
}
//ox01:
0000
0001
rabbit
//ox02:
0000
0010
cabbage
//ox04:
0000
0100
fox
//ox08:
0000
1000
farmer
intfarmer（intlocation） //判断农夫的位置
{
return（0!
=（location&0x08））;
}
intfox（intlocation） //判断狼的位置
{
return（0!
=（location&0x04））;
}
intcabbage（intlocation） //判断菜的位置
{
return（0!
=（location&0x02））;
}
intrabbit（intlocation） //判断羊的位置
{
return（0!
=（location&0x01））;
}
intsafe（intlocation） //安全状态的判断函数
{
if（（rabbit（location）==cabbage（location））&&（rabbi
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