State-Based Search (State-Based Search) Algorithm in Java

Algoritmus State-Based Search je vyhledávací metoda v Java programování, která zahrnuje vytváření a procházení možných stavů problému. V tomto algoritmu jsou všechny možné stavy problému reprezentovány jako uzly v grafu nebo stavovém prostoru.

Jak funguje státní vyhledávací algoritmus

Algoritmus začíná od počátečního stavu a používá transformace ke generování podřízených stavů. Každý nově vygenerovaný stav se stává uzlem v grafu nebo stavovém prostoru. Algoritmus prochází těmito stavy a kontroluje, zda je mezi nimi i cílový stav. Pokud je nalezen, algoritmus se ukončí; jinak pokračuje v procházení dalšími podřízenými stavy.

Výhody a nevýhody státního vyhledávacího algoritmu

výhody:

• Vyčerpávající: Algoritmus má schopnost pokrýt všechny možné stavy problému.
• Všestranný: Lze jej použít na různé typy problémů.

Nevýhody:

• Možnost opakování: V některých případech může algoritmus opakovat procházení určitých stavů.

Příklad a vysvětlení

Názorným příkladem State-Based Search Algorithm je nalezení cesty z výchozího bodu do cíle na mapě. Podívejme se, jak tento algoritmus funguje:

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);  
                }  
            }  
        }  
    }  
}  

Ve výše uvedeném příkladu používáme State-Based Search Algorithm k nalezení cesty z počátečního stavu do cílového stavu na mapě. Podřízené stavy jsou generovány prováděním akcí, které jsou možné z aktuálního stavu. Výsledkem je, že algoritmus najde cestu z výchozího stavu do cílového stavu.