猴子摘香蕉实验报告含代码.docx
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猴子摘香蕉实验报告含代码.docx
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猴子摘香蕉实验报告含代码
猴子摘香蕉实验报告(含代码)
华中科技大学
《人工智能与模式识别》
实验报告
院系:
电子与信息工程系
班级:
姓名:
同组人:
指导老师:
电话:
邮箱:
日期:
2013年12月24日
一、实验内容
利用一阶谓词逻辑求解猴子摘香蕉问题:
房内有一个猴子,一个箱子,天花板上挂了一串香蕉,其位置如图所示,猴子为了拿到香蕉,它必须把箱子搬到香蕉下面,然后再爬到箱子上。
请定义必要的谓词,列出问题的初始化状态(即下图所示状态),目标状态(猴子拿到了香蕉,站在箱子上,箱子位于位置b)。
(附加:
从初始状态到目标状态的谓词演算过程。
)
二、实验平台
VC6.0
三、实验分析
1.定义描述环境状态的谓词。
AT(x,w):
x在t处,个体域:
xϵ{monkey},wϵ{a,b,c,box};
HOLD(x,t):
x手中拿着t,个体域:
tϵ{box,banana};
EMPTY(x):
x手中是空的;
ON(t,y):
t在y处,个体域:
yϵ{b,c,ceiling};
CLEAR(y):
y上是空的;
BOX(u):
u是箱子,个体域:
uϵ{box};
BANANA(v):
v是香蕉,个体域:
vϵ{banana};
2.使用谓词、连结词、量词来表示环境状态。
问题的初始状态可表示为:
So:
AT(monkey,a)˄EMPTY(monkey)˄ON(box,c)˄ON(banana,ceiling)˄CLEAR(b)˄BOX(box)˄
BANANA(banana)
要达到的目标状态为:
Sg:
AT(monkey,box)˄HOLD(monkey,banana)˄ON(box,b)˄CLEAR(ceiling)˄CLEAR(c)˄
BOX(box)˄BANANA(banana)
3.从初始状态到目标状态的转化,猴子需要完成一系列操作,定义操作类谓词表示其动作。
WALK(m,n):
猴子从m走到n处,个体域:
m,nϵ{a,b,c};
CARRY(s,r):
猴子在r处拿到s,个体域:
rϵ{c,ceiling},sϵ{box,banana};
CLIMB(u,b):
猴子在b处爬上u;
4.
5.按照行动计划,一步步进行状态替换,直至目标状态。
AT(monkey,a)˄EMPTY(monkey)˄ON(box,c)˄ON(banana,ceiling)˄CLEAR(b)˄BOX(box)˄
BANANA(banana)
AT(monkey,c)˄EMPTY(monkey)˄ON(box,c)˄ON(banana,ceiling)˄CLEAR(b)˄BOX(box)˄
BANANA(banana)
AT(monkey,c)˄HOLD(monkey,box)˄ON(banana,ceiling)˄CLEAR(b)˄CLEAR(c)˄BOX(box)˄
BANANA(banana)
AT(monkey,b)˄HOLD(monkey,box)˄ON(banana,ceiling)˄CLEAR(b)˄CLEAR(c)˄BOX(box)˄
BANANA(banana)
AT(monkey,box)˄EMPTY(monkey)˄ON(box,b)˄ON(banana,ceiling)˄CLEAR(c)˄BOX(box)˄
BANANA(banana)
AT(monkey,box)˄HOLD(monkey,banana)˄ON(box,b)˄CLEAR(ceiling)˄CLEAR(c)˄BOX(box)˄
BANANA(banana)(目标得解)
猴子行动的规则序列是:
WALK(a,c)→CARRY(c,box)→WALK(c,b)→CLIMB(box,b)→
CARRY(banana,ceiling)
在上述过程中,我们应该注意,当猴子执行某一个操作之前,需要检查当前状态是否可使所要求的条件得到满足,即证明当前状态是否蕴涵操作所要求的状态的过程。
在行动过程中,检查条件的满足性后才进行变量的代换。
代入新条件后的新状态如果是目标状态,则问题解决;否则看是否满足下面的操作,如果不满足或即使满足却又回到了原来的状态,那么代入无效。
四、源代码
#include
structState
{
intmonkey;/*-1:
MonkeyatA;0:
MonkeyatB;1:
MonkeyatC;*/
intbox;/*-1:
boxatA;0:
boxatB;1:
boxatC;*/
intbanana;/*BananaatB,Banana=0*/
intmonbox;/*-1:
monkeyonthebox;1:
monkeythebox;*/
};
structStateStates[150];
char*routesave[150];
/*functionmonkeygoto,itmakesthemonkeygototheotherplace*/
voidmonkeygoto(intb,inti)
{
inta;
a=b;
if(a==-1)
{
routesave[i]="MonkeygotoA";
States[i+1]=States[i];
States[i+1].monkey=-1;
}
elseif(a==0)
{
routesave[i]="MonkeygotoB";
States[i+1]=States[i];
States[i+1].monkey=0;
}
elseif(a==1)
{
routesave[i]="MonkeygotoC";
States[i+1]=States[i];
States[i+1].monkey=1;
}
else
{
printf("parameteriswrong");
}
}
/*endfunctionmonkeyygoto*/
/*functionmovebox,themonkeymovetheboxtotheotherplace*/
voidmovebox(inta,inti)
{
intB;
B=a;
if(B==-1)
{
routesave[i]="monkeymoveboxtoA";
States[i+1]=States[i];
States[i+1].monkey=-1;
States[i+1].box=-1;
}
elseif(B==0)
{
routesave[i]="monkeymoveboxtoB";
States[i+1]=States[i];
States[i+1].monkey=0;
States[i+1].box=0;
}
elseif(B==1)
{
routesave[i]="monkeymoveboxtoC";
States[i+1]=States[i];
States[i+1].monkey=1;
States[i+1].box=1;
}
else
{
printf("parameteriswrong");
}
}
/*endfunctionmovebox*/
/*functionclimbonto,themonkeyclimbontothebox*/
voidclimbonto(inti)
{
routesave[i]="Monkeyclimbontothebox";
States[i+1]=States[i];
States[i+1].monbox=1;
}
/*functionclimbdown,monkeyclimbdownfromthebox*/
voidclimbdown(inti)
{
routesave[i]="Monkeyclimbdownfromthebox";
States[i+1]=States[i];
States[i+1].monbox=-1;
}
/*functionreach,ifthemonkey,box,andbananaareatthesameplace,themonkeyreachbanana*/
voidreach(inti)
{
routesave[i]="Monkeyreachthebanana";
}
/*outputthesolutiontotheproblem*/
voidshowSolution(inti)
{
intc;
printf("%s\n","Resulttoproblem:
");
for(c=0;c
{
printf("Step%d:
%s\n",c+1,routesave[c]);
}
printf("\n");
}
/*performnextstep*/
voidnextStep(inti)
{
intc;
intj;
if(i>=150)
{
printf("%s\n","steplengthreached150,haveproblem");
return;
}
for(c=0;c
{
if(States[c].monkey==States[i].monkey&&States[c].box==States[i].box&&States[c].banana==States[i].banana&&States[c].monbox==States[i].monbox)
{
return;
}
}
if(States[i].monbox==1&&States[i].monkey==0&&States[i].banana==0&&States[i].box==0)
{
showSolution(i);
printf("Pressanykeytocontinue\n");
getchar();/*tosavescreenforuser,pressanykeytocontinue*/
return;
}
j=i+1;
if(States[i].monkey==0)
{
if(States[i].box==0)
{
if(States[i].monbox==-1)
{
climbonto(i);
reach(i+1);
nextStep(j);
/*monkeygoto(-1,i);
nextStep(j);
monkeygoto(0,i);
nextStep(j);
movebox(-1,i);
nextStep(j);
movebox(0,i);
nextStep(j);*/
}
else
{
reach(i+1);
nextStep(j);
/*climbdown(i);
nextStep(j);*/
}
}
elseif(States[i].box==1)
{
/*monkeygoto(-1,i);
nextStep(j);*/
monkeygoto(1,i);
nextStep(j);
movebox(0,i);
nextStep(j);
climbonto(i);
reach(i+1);
nextStep(j);
}
else/*box==-1*/
{
monkeygoto(-1,i);
nextStep(j);
movebox(0,i);
nextStep(j);
climbonto(i);
reach(i+1);
nextStep(j);
}
}
/*endif*/
if(States[i].monkey==-1)
{
if(States[i].box==-1)
{
if(States[i].monbox==-1)
{
movebox(0,i);
nextStep(j);
climbonto(i);
reach(i+1);
nextStep(j);
}
else
{
climbdown(i);
nextStep(j);
movebox(0,i);
nextStep(j);
climbonto(i);
reach(i+1);
nextStep(j);
}
}
elseif(States[i].box==0)
{
monkeygoto(0,i);
nextStep(j);
climbonto(i);
reach(i+1);
nextStep(j);
}
else
{
monkeygoto(1,i);
nextStep(j);
movebox(0,i);
nextStep(j);
climbonto(i);
reach(i+1);
nextStep(j);
}
}
/*endif*/
if(States[i].monkey==1)
{
if(States[i].box==1)
{
if(States[i].monbox==-1)
{
movebox(0,i);
nextStep(j);
climbonto(i);
reach(i+1);
nextStep(j);
}
else
{
climbdown(i);
nextStep(j);
movebox(0,i);
nextStep(j);
climbonto(i);
reach(i+1);
nextStep(j);
}
}
elseif(States[i].box==-1)
{
monkeygoto(-1,i);
nextStep(j);
movebox(0,i);
nextStep(j);
movebox(0,i);
nextStep(j);
climbonto(i);
reach(i+1);
nextStep(j);
}
else
{
monkeygoto(0,i);
nextStep(j);
movebox(0,i);
nextStep(j);
climbonto(i);
reach(i+1);
nextStep(j);
}
}
/*endif*/
}/*endnextStep*/
intmain()
{
States[0].monkey=-1;
States[0].box=1;
States[0].banana=0;
States[0].monbox=-1;
nextStep(0);
}
五、实验截图
- 配套讲稿:
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- 关 键 词:
- 猴子 香蕉 实验 报告 代码