(State-Based Search) Algoritmo de pesquisa baseado em estado em Java

O algoritmo de pesquisa baseada em estado é um método de pesquisa em Java programação que envolve a criação e a passagem por possíveis estados de um problema. Neste algoritmo, todos os estados possíveis de um problema são representados como nós em um grafo ou espaço de estados.

Como funciona o algoritmo de pesquisa baseado em estado

O algoritmo começa a partir de um estado inicial e usa transformações para gerar estados filhos. Cada estado recém-gerado torna-se um nó no grafo ou espaço de estados. O algoritmo percorre esses estados, verificando se o estado objetivo está entre eles. Se encontrado, o algoritmo termina; caso contrário, ele continuará atravessando outros estados filhos.

Vantagens e desvantagens do algoritmo de pesquisa baseado em estado

Vantagens:

• Exaustivo: O algoritmo tem a capacidade de cobrir todos os estados possíveis do problema.
• Versátil: Pode ser aplicado a diversos tipos de problemas.

Desvantagens:

• Possibilidade de repetição: Em alguns casos, o algoritmo pode repetir a travessia de determinados estados.

Exemplo e explicação

Um exemplo ilustrativo do algoritmo de pesquisa baseado em estado é encontrar um caminho de um ponto de partida até um destino em um mapa. Vamos ver como esse algoritmo funciona:

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);  
                }  
            }  
        }  
    }  
}  

No exemplo acima, usamos o algoritmo de pesquisa baseada em estado para encontrar um caminho de um estado inicial até um estado objetivo em um mapa. Os estados filhos são gerados pela execução de ações possíveis a partir do estado atual. O resultado é que o algoritmo encontrará um caminho do estado inicial ao estado objetivo.