Algoritam pretraživanja temeljen na stanju (State-Based Search) u Java

Algoritam pretraživanja temeljen na stanju je metoda pretraživanja u Java programiranju koja uključuje stvaranje i prolazak kroz moguća stanja problema. U ovom algoritmu, sva moguća stanja problema predstavljena su kao čvorovi u grafu ili prostoru stanja.

Kako radi algoritam pretraživanja temeljen na stanju

Algoritam počinje od početnog stanja i koristi transformacije za generiranje podređenih stanja. Svako novo generirano stanje postaje čvor u grafu ili prostoru stanja. Algoritam prolazi kroz ta stanja, provjeravajući je li ciljno stanje među njima. Ako se pronađe, algoritam se prekida; u suprotnom, nastavlja prolaziti kroz druga stanja djeteta.

Prednosti i nedostaci algoritma pretraživanja temeljenog na stanju

Prednosti:

• Iscrpno: Algoritam ima sposobnost pokriti sva moguća stanja problema.
• Svestran: Može se primijeniti na razne vrste problema.

Nedostaci:

• Mogućnost ponavljanja: U nekim slučajevima, algoritam može ponoviti prolazak kroz određena stanja.

Primjer i objašnjenje

Ilustrativan primjer algoritma pretraživanja temeljenog na stanju je pronalaženje puta od početne točke do odredišta na karti. Pogledajmo kako ovaj algoritam radi:

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);  
                }  
            }  
        }  
    }  
}  

U gornjem primjeru koristimo algoritam pretraživanja temeljen na stanju kako bismo pronašli put od početnog stanja do ciljnog stanja na karti. Podređena stanja generiraju se izvođenjem mogućih radnji iz trenutnog stanja. Rezultat je da će algoritam pronaći put od početnog stanja do ciljnog stanja.