სახელმწიფოზე დაფუძნებული ძიების (State-Based Search) ალგორითმი in Java

სახელმწიფოზე დაფუძნებული ძიების ალგორითმი არის პროგრამირების საძიებო მეთოდი Java, რომელიც მოიცავს პრობლემის შესაძლო მდგომარეობების შექმნას და გავლას. ამ ალგორითმში პრობლემის ყველა შესაძლო მდგომარეობა წარმოდგენილია გრაფაში ან მდგომარეობის სივრცეში კვანძების სახით.

როგორ მუშაობს სახელმწიფოზე დაფუძნებული ძიების ალგორითმი

ალგორითმი იწყება საწყისი მდგომარეობიდან და იყენებს გარდაქმნებს ბავშვის მდგომარეობების შესაქმნელად. ყოველი ახლად წარმოქმნილი მდგომარეობა ხდება კვანძი გრაფაში ან მდგომარეობის სივრცეში. ალგორითმი გადის ამ მდგომარეობებში და ამოწმებს არის თუ არა მიზნის მდგომარეობა მათ შორის. აღმოჩენის შემთხვევაში, ალგორითმი წყდება; წინააღმდეგ შემთხვევაში, ის აგრძელებს გავლას სხვა ბავშვთა ქვეყნებში.

სახელმწიფოზე დაფუძნებული ძიების ალგორითმის უპირატესობები და უარყოფითი მხარეები

უპირატესობები:

• ამომწურავი: ალგორითმს აქვს პრობლემის ყველა შესაძლო მდგომარეობის დაფარვის შესაძლებლობა.
• მრავალმხრივი: ის შეიძლება გამოყენებულ იქნას სხვადასხვა სახის პრობლემებზე.

ნაკლოვანებები:

• განმეორების შესაძლებლობა: ზოგიერთ შემთხვევაში, ალგორითმმა შეიძლება გაიმეოროს გარკვეული მდგომარეობის გავლა.

მაგალითი და ახსნა

სახელმწიფოზე დაფუძნებული ძიების ალგორითმის საილუსტრაციო მაგალითია რუკაზე საწყისი წერტილიდან დანიშნულების ადგილამდე გზის პოვნა. ვნახოთ, როგორ მუშაობს ეს ალგორითმი:

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);  
                }  
            }  
        }  
    }  
}  

ზემოთ მოყვანილ მაგალითში, ჩვენ ვიყენებთ სახელმწიფოზე დაფუძნებული ძიების ალგორითმს, რათა ვიპოვოთ გზა საწყისი მდგომარეობიდან მიზნის მდგომარეობამდე რუკაზე. ბავშვთა მდგომარეობები წარმოიქმნება არსებული მდგომარეობიდან შესაძლო მოქმედებების შესრულებით. შედეგი არის ის, რომ ალგორითმი იპოვის გზას საწყისი მდგომარეობიდან მიზნის მდგომარეობამდე.