Heuristički algoritam pretraživanja u Java

Algoritam heurističkog pretraživanja je inteligentna metoda pretraživanja u Java programiranju koja se oslanja na korištenje procijenjenih informacija(znanja) za vođenje procesa pretraživanja. Heuristics je približna metoda rješavanja problema temeljena na nesavršenom znanju i procijenjenim informacijama o trenutnom stanju problema.

Kako radi algoritam heurističkog pretraživanja

Algoritam heurističkog pretraživanja koristi heurističke funkcije za procjenu "blizine" stanja cilju. Tijekom svake iteracije pretraživanja, algoritam odabire smjer pretraživanja na temelju heurističkih vrijednosti potencijalnih stanja. Cilj je optimizirati heurističku vrijednost, što dovodi do približnog rješenja problema.

Prednosti i nedostaci algoritma heurističkog pretraživanja

Prednosti:

• Inteligentno pretraživanje: Algoritam koristi procijenjeno znanje za vođenje pretraživanja, optimizirajući vrijeme i resurse.
• Široka primjenjivost: Heuristics može se primijeniti na razne probleme optimizacije i pretraživanja u scenarijima stvarnog svijeta.

Nedostaci:

• Potencijalna netočnost: Heuristics oslonite se na procjenu i potencijalno netočne informacije, što rezultira nesavršenim rješenjima.

Primjer i objašnjenje

Uobičajen primjer algoritma heurističkog pretraživanja je algoritam A*, koji se koristi za pronalaženje najkraćeg puta na karti. Pogledajmo kako ovaj algoritam radi:

import java.util.*;  
  
class Node {  
    int x, y;  
    int cost, heuristic;  
  
    Node(int x, int y, int cost, int heuristic) {  
        this.x = x;  
        this.y = y;  
        this.cost = cost;  
        this.heuristic = heuristic;  
    }  
}  
  
public class HeuristicSearchExample {  
    static int heuristic(int x, int y, int targetX, int targetY) {  
        return Math.abs(targetX- x) + Math.abs(targetY- y);  
    }  
  
    static void heuristicSearch(int[][] grid, int startX, int startY, int targetX, int targetY) {  
        PriorityQueue<Node> pq = new PriorityQueue<>((a, b) ->(a.cost + a.heuristic)-(b.cost + b.heuristic));  
        pq.offer(new Node(startX, startY, 0, heuristic(startX, startY, targetX, targetY)));  
  
        while(!pq.isEmpty()) {  
            Node current = pq.poll();  
            int x = current.x;  
            int y = current.y;  
  
            if(x == targetX && y == targetY) {  
                System.out.println("Found target at(" + x + ", " + y + ")");  
                return;  
            }  
  
            // Explore neighboring nodes and add to the priority queue  
            // based on total cost and heuristic  
            // ...  
        }  
    }  
}  

U gornjem primjeru koristimo algoritam A* za pronalaženje najkraće staze na karti. Susjedni čvorovi se istražuju na temelju ukupnog troška trenutnog čvora i heurističke procjene. Rezultat je pronalaženje najkraćeg puta od početne do ciljne točke.