📜  不知情的搜索算法(1)

📅  最后修改于: 2023-12-03 14:48:51.242000             🧑  作者: Mango

不知情的搜索算法(Uninformed Search Algorithms)

不知情的搜索算法是指一类搜索算法,在搜索过程中只考虑当前状态和可能的操作,而不考虑问题的具体信息和目标状态。这种算法不知道问题具体的结构和解决方案,因此也被称为盲目搜索 (Blind Search)。

不知情的搜索算法是人工智能中最简单也最基础的搜索算法,它是许多更高级搜索算法的基础。在许多情况下,不知情的搜索算法的搜索空间太大,因此会导致搜索时间过长而无法得出结果。

以下是几种常见的不知情搜索算法:

广度优先搜索(Breadth-First Search)

广度优先搜索算法,是一种从根节点开始遍历图的算法。它具有广泛的应用,可用于解决最短路径问题、哈密顿回路等问题。

广度优先搜索算法的核心思想是:先拓展距离起点最近的节点,再拓展该节点相邻节点。该方法可以保证找到最短路径。

以下是广度优先搜索算法的 Python 代码片段:

def bfs(start):
    visited = set()  # 记录已访问过的节点
    queue = []  # 初始化队列
    queue.append(start)  # 将起点加入队列
    while queue:  # 当队列不为空
        node = queue.pop(0)  # 取出队首结点
        if node not in visited:  # 如果该节点没有访问过
            visited.add(node)  # 将其标记为已访问
            for neighbor in get_neighbors(node):  # 遍历该节点的非访问相邻节点
                queue.append(neighbor)  # 添加到队列中
深度优先搜索(Depth-First Search)

深度优先搜索是一种从根节点开始遍历图的算法。该算法采用递归或栈(Stack)实现。

深度优先搜索算法的核心思想是:先一直走到最深处,再回溯到上一级查找其他路径。该方法的搜索速度较快,但不能保证找到最短路径。

以下是深度优先搜索算法的 Python 代码片段:

def dfs(node, visited):
    if node not in visited:
        visited.add(node)  # 标记该节点已被访问
        for neighbor in get_neighbors(node):
            dfs(neighbor, visited)  # 递归查询该节点的所有子节点
一致代价搜索(Uniform-Cost Search)

一致代价搜索算法是一种以最小代价为目标的搜索算法。它和广度优先搜索算法较为类似,但不同的是,该算法强调的是代价(Cost)的均匀分布。

一致代价搜索算法的核心思想是:在搜索过程中每次扩展代价最小的节点。

以下是一致代价搜索算法的 Python 代码片段:

def ucs(start):
    visited = set()  # 记录已访问过的节点
    queue = []  # 初始化队列
    heappush(queue, (0, start))  # 将起点加入队列
    while queue:  # 当队列不为空
        cost, node = heappop(queue)  # 取出代价最小的结点
        if node not in visited:  # 如果该节点没有访问过
            visited.add(node)  # 将其标记为已访问
            for neighbor in get_neighbors(node):  # 遍历该节点的非访问相邻节点
                total_cost = cost + get_cost(node, neighbor)
                heappush(queue, (total_cost, neighbor))  # 添加到队列中

以上介绍了不知情的搜索算法中的三种常见算法:广度优先搜索、深度优先搜索和一致代价搜索。对于不复杂的问题,这些简单的算法已经能够解决问题。在面对更复杂的问题时,我们需要更高级的算法或者对已有算法进行改进才能得到更好的结果。