狀態圖搜尋

狀態圖搜尋,人工智慧中的搜尋技術之一。一個搜尋,如果可以描述為一幅形狀像一棵“倒立的樹”的狀態圖的形成過程,就稱為狀態圖搜尋。初始狀態如同樹根,用根節點表示;在給定條件下,通過合理的操作,初始狀態往往可以直接轉化為幾種不同的後繼狀態,如在船的裝載量不得超過或兩人或兩熊或一人一熊、並且必須保證河兩岸都不會出現熊多於人的條件下,就可以直接轉化為或者兩人兩熊在此岸(通過一人一熊划船去對岸的操作)、或者三人一熊在此岸(通過兩熊去對岸的操作)的後繼狀態,因此根節點一般可以生長出(或稱“擴展出”)好幾個後繼節點;而每一個後繼節點又可以再生長出若干個後繼節點,依此類推,直到出現目標節點為止。這種隨著搜尋延伸而使節點不斷擴展的進程,如同一棵樹的逐日生長;生長出後繼節點的節點稱為父輩節點,根節點沒有父輩節點故稱為樹根,從父輩節點伸向後繼節點的聯線稱為樹枝(又稱通道),沒有後繼節點的節點稱為樹葉,既有父輩節點又有後繼節點的節點稱為樹杈。各節點按層次分為不同的級,樹根是零級,它的全部後繼節點屬於第一級,這些後繼節點的後繼節點屬於第二級,依此類推,節點所屬的級數也稱為節點的深度。狀態圖的搜尋方法一般有:(1)寬度優先搜尋(又稱橫向搜尋法):首先擴展零級節點,以任意排定的順序生成所有的第一級節點;接著以任意排定的順序擴展所有的第一級節點,以生成全部第二級節點;然後再以任意排定的順序擴展第二級節點,以生成全部第三級節點;依此類推,直到發現目標節點為止。就是說,搜尋是沿著所有的通道等深度、分“斷層”地進行的,淺的斷層先搜尋,深的斷層後搜尋,同深度的節點則按照任意排定的順序來搜尋。(2)深度優先搜尋(又稱縱向搜尋法)。這種方法的特點,是從初始節點出發後只沿著某一條通道逐級深入搜尋,直到無法再深入時才返回有關的父輩節點換另一條通道繼續深入搜尋;為了避免沿著一條沒有希望的通道一直延伸下去,一般都根據問題的情況規定一個深度界限,如果沿著某條通道的搜尋達到深度界限時仍找不到目標節點,就立即返回到有關的父輩節點而沿另一條通道搜尋;若在規定深度界限內,全部通道都搜尋過了也未找到目標節點,則放寬深度界限繼續搜尋,直到找出目標節點為止。

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