Algoritmo de pesquisa heurística em Java

O algoritmo de Pesquisa Heurística é um método de pesquisa inteligente em Java programação que depende do uso de informações estimadas(conhecimento) para orientar o processo de pesquisa. Heuristics é um método aproximado de resolução de problemas baseado em conhecimento imperfeito e informações estimadas sobre o estado atual do problema.

Como funciona o algoritmo de pesquisa heurística

O algoritmo de Pesquisa Heurística emprega funções heurísticas para avaliar a “proximidade” de um estado com o objetivo. Durante cada iteração de busca, o algoritmo seleciona uma direção de busca com base nos valores heurísticos dos estados potenciais. O objetivo é otimizar o valor heurístico, levando a uma solução aproximada para o problema.

Vantagens e desvantagens do algoritmo de pesquisa heurística

Vantagens:

• Busca inteligente: O algoritmo utiliza o conhecimento estimado para orientar a busca, otimizando tempo e recursos.
• Ampla aplicabilidade: Heuristics pode ser aplicado a diversos problemas de otimização e busca em cenários do mundo real.

Desvantagens:

• Imprecisão potencial: Heuristics confie em estimativas e informações potencialmente imprecisas, resultando em soluções imperfeitas.

Exemplo e explicação

Um exemplo comum de algoritmo de Pesquisa Heurística é o algoritmo A*, usado para encontrar o caminho mais curto em um mapa. Vamos ver como esse algoritmo funciona:

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  
            // ...  
        }  
    }  
}  

No exemplo acima, usamos o algoritmo A* para encontrar o caminho mais curto em um mapa. Os nós vizinhos são explorados com base no custo total para o nó atual e na estimativa heurística. O resultado é encontrar o caminho mais curto do ponto inicial ao ponto alvo.