Thuật toán Tìm kiếm theo Trạng thái (State-Based Search) trong Jav

Thuật toán Tìm kiếm theo Trạng thái là một phương pháp tìm kiếm trong lập trình Java dựa trên việc tạo và duyệt qua các tình trạng có thể của một vấn đề. Trong thuật toán này, tất cả các tình trạng có thể của vấn đề được biểu diễn bằng các nút trong một đồ thị hoặc không gian trạng thái.

Cách hoạt động của Thuật toán Tìm kiếm theo Trạng thái

Thuật toán bắt đầu từ tình trạng ban đầu và sử dụng các phép biến đổi để tạo ra các tình trạng con. Mỗi tình trạng mới được tạo ra sẽ là một nút trong đồ thị hoặc không gian trạng thái. Thuật toán duyệt qua các tình trạng này, kiểm tra xem có tình trạng mục tiêu trong số chúng hay không. Nếu có, thuật toán kết thúc; nếu không, thuật toán tiếp tục duyệt qua các tình trạng con khác.

Ưu điểm và Nhược điểm của Thuật toán Tìm kiếm theo Trạng thái

Ưu điểm:

• Bao quát: Thuật toán có khả năng bao quát tất cả các tình trạng có thể của vấn đề.
• Linh hoạt: Có thể áp dụng trong nhiều loại vấn đề khác nhau.

Nhược điểm:

• Khả năng lặp: Trong một số trường hợp, thuật toán có thể lặp lại duyệt qua các tình trạng.

Ví dụ và Giải thích

Một ví dụ minh họa cho Thuật toán Tìm kiếm theo Trạng thái là việc tìm đường đi từ một điểm xuất phát đến một điểm đích trên bản đồ. Hãy xem cách thuật toán này hoạt động:

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);
                }
            }
        }
    }
}

Trong ví dụ trên, chúng ta sử dụng Thuật toán Tìm kiếm theo Trạng thái để tìm đường đi từ tình trạng ban đầu đến tình trạng mục tiêu trên một bản đồ. Các tình trạng con được tạo ra bằng cách thực hiện các hành động có thể từ tình trạng hiện tại. Kết quả là thuật toán sẽ tìm thấy đường đi từ tình trạng xuất phát đến tình trạng đích.