Állapot alapú keresési (State-Based Search) algoritmus be Java

Az állapotalapú keresési algoritmus egy olyan keresési módszer a programozásban Java, amely magában foglalja a probléma lehetséges állapotainak létrehozását és áthaladását. Ebben az algoritmusban egy probléma összes lehetséges állapota csomópontként jelenik meg egy gráfban vagy állapottérben.

Hogyan működik az állapotalapú keresési algoritmus

Az algoritmus egy kezdeti állapotból indul ki, és transzformációkat használ a gyermekállapotok létrehozásához. Minden újonnan generált állapot a gráf vagy állapottér csomópontjává válik. Az algoritmus áthalad ezeken az állapotokon, és ellenőrzi, hogy a célállapot közöttük van-e. Ha megtalálják, az algoritmus leáll; ellenkező esetben továbbhalad más gyermekállapotokon.

Az állapotalapú keresési algoritmus előnyei és hátrányai

Előnyök:

• Kimerítő: Az algoritmus képes lefedni a probléma összes lehetséges állapotát.
• Sokoldalú: Különféle problémákra alkalmazható.

Hátrányok:

• Ismétlés lehetősége: Bizonyos esetekben az algoritmus megismételheti bizonyos állapotok bejárását.

Példa és magyarázat

Az állapotalapú keresési algoritmus szemléltető példája a kiindulási ponttól a célállomásig vezető útvonal keresése a térképen. Nézzük meg, hogyan működik ez az algoritmus:

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);  
                }  
            }  
        }  
    }  
}  

A fenti példában az állapotalapú keresési algoritmust használjuk, hogy megtaláljuk a térképen a kezdeti állapottól a célállapotig vezető utat. A gyermekállapotok az aktuális állapotból lehetséges műveletek végrehajtásával jönnek létre. Az eredmény az, hogy az algoritmus megtalálja a kiindulási állapottól a célállapotig vezető utat.