Būsenomis pagrįstas paieškos (State-Based Search) algoritmas Java

Būsenomis pagrįstos paieškos algoritmas yra paieškos metodas programuojant Java, kuris apima galimų problemos būsenų kūrimą ir perėjimą. Šiame algoritme visos galimos problemos būsenos vaizduojamos kaip mazgai grafike arba būsenų erdvėje.

Kaip veikia būsena pagrįstas paieškos algoritmas

Algoritmas pradedamas nuo pradinės būsenos ir naudoja transformacijas antrinėms būsenoms generuoti. Kiekviena naujai sukurta būsena tampa mazgu grafike arba būsenos erdvėje. Algoritmas eina per šias būsenas, patikrindamas, ar tarp jų yra tikslo būsena. Jei randama, algoritmas nutrūksta; kitu atveju jis toliau keliauja per kitas vaikų būsenas.

Valstybinės paieškos algoritmo privalumai ir trūkumai

Privalumai:

• Išsamus: algoritmas gali apimti visas galimas problemos būsenas.
• Universalus: jis gali būti taikomas įvairių tipų problemoms spręsti.

Trūkumai:

• Pasikartojimo galimybė: kai kuriais atvejais algoritmas gali pakartoti tam tikrų būsenų perėjimą.

Pavyzdys ir paaiškinimas

Iliustratyvus valstybės pagrįstos paieškos algoritmo pavyzdys yra kelio nuo pradžios taško iki kelionės tikslo radimas žemėlapyje. Pažiūrėkime, kaip veikia šis algoritmas:

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);  
                }  
            }  
        }  
    }  
}  

Aukščiau pateiktame pavyzdyje mes naudojame būsenos paieškos algoritmą, kad surastume kelią nuo pradinės būsenos iki tikslo būsenos žemėlapyje. Antrinės būsenos generuojamos atliekant veiksmus, galimus iš esamos būsenos. Rezultatas yra toks, kad algoritmas suras kelią nuo pradinės būsenos iki tikslo būsenos.