خوارزمية البحث القائمة على الدولة (State-Based Search) في Java

خوارزمية البحث المستندة إلى الحالة هي طريقة بحث في Java البرمجة تتضمن إنشاء الحالات المحتملة للمشكلة واجتيازها. في هذه الخوارزمية، يتم تمثيل جميع الحالات المحتملة للمشكلة على شكل عقد في رسم بياني أو مساحة حالة.

كيف تعمل خوارزمية البحث القائمة على الدولة

تبدأ الخوارزمية من الحالة الأولية وتستخدم التحويلات لإنشاء الحالات الفرعية. تصبح كل حالة تم إنشاؤها حديثًا عقدة في الرسم البياني أو مساحة الحالة. تمر الخوارزمية عبر هذه الحالات، وتتحقق مما إذا كانت حالة الهدف من بينها. إذا وجدت، تنتهي الخوارزمية؛ وبخلاف ذلك، فإنه يستمر في المرور عبر حالات فرعية أخرى.

مزايا وعيوب خوارزمية البحث على مستوى الدولة

مزايا:

• شامل: تتمتع الخوارزمية بالقدرة على تغطية جميع الحالات المحتملة للمشكلة.
• متعدد الاستخدامات: يمكن تطبيقه على أنواع مختلفة من المشكلات.

سلبيات:

• إمكانية التكرار: في بعض الحالات، قد تكرر الخوارزمية اجتياز حالات معينة.

المثال والشرح

أحد الأمثلة التوضيحية لخوارزمية البحث المستندة إلى الحالة هو العثور على مسار من نقطة البداية إلى الوجهة على الخريطة. دعونا نرى كيف تعمل هذه الخوارزمية:

import java.util.*;  
  
public class StateSearchExample {  
    static boolean isGoalState(State state, State goalState) {  
        return state.equals(goalState);  
    }  
  
    static void stateSearch(State initialState, State goalState) {  
        Queue<State> queue = new LinkedList<>();  
        Set<State> visited = new HashSet<>();  
  
        queue.add(initialState);  
        visited.add(initialState);  
  
        while(!queue.isEmpty()) {  
            State currentState = queue.poll();  
  
            if(isGoalState(currentState, goalState)) {  
                System.out.println("Found goal state: " + currentState);  
                return;  
            }  
  
            List<State> nextStates = currentState.generateNextStates();  
            for(State nextState: nextStates) {  
                if(!visited.contains(nextState)) {  
                    queue.add(nextState);  
                    visited.add(nextState);  
                }  
            }  
        }  
    }  
}  

في المثال أعلاه، نستخدم خوارزمية البحث المستندة إلى الحالة للعثور على مسار من الحالة الأولية إلى الحالة المستهدفة على الخريطة. يتم إنشاء الحالات الفرعية عن طريق تنفيذ الإجراءات الممكنة من الحالة الحالية. والنتيجة هي أن الخوارزمية ستجد مسارًا من حالة البداية إلى حالة الهدف.