Algoritem iskanja na podlagi stanja (State-Based Search) v Java

Algoritem iskanja na podlagi stanja je iskalna metoda v Java programiranju, ki vključuje ustvarjanje in prečkanje možnih stanj problema. V tem algoritmu so vsa možna stanja problema predstavljena kot vozlišča v grafu ali prostoru stanj.

Kako deluje iskalni algoritem na podlagi stanja

Algoritem se začne z začetnim stanjem in uporablja transformacije za ustvarjanje podrejenih stanj. Vsako novo ustvarjeno stanje postane vozlišče v grafu ali prostoru stanj. Algoritem prečka ta stanja in preveri, ali je ciljno stanje med njimi. Če se najde, se algoritem prekine; v nasprotnem primeru nadaljuje s prečkanjem drugih podrejenih stanj.

Prednosti in slabosti algoritma iskanja po stanju

Prednosti:

• Izčrpen: Algoritem ima zmožnost pokriti vsa možna stanja problema.
• Vsestranski: Uporablja se lahko za različne vrste težav.

Slabosti:

• Možnost ponovitve: V nekaterih primerih lahko algoritem ponovi prečkanje določenih stanj.

Primer in razlaga

Ilustrativen primer algoritma iskanja na podlagi stanja je iskanje poti od začetne točke do cilja na zemljevidu. Poglejmo, kako deluje ta algoritem:

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);  
                }  
            }  
        }  
    }  
}  

V zgornjem primeru uporabljamo iskalni algoritem na podlagi stanja, da na zemljevidu poiščemo pot od začetnega stanja do ciljnega stanja. Podrejena stanja so ustvarjena z izvajanjem dejanj, ki so možna iz trenutnega stanja. Rezultat tega je, da bo algoritem našel pot od začetnega stanja do ciljnega stanja.