可接受的启发式曼哈顿距离

我最近开始了一门人工智能的入门课程,并被布置了一个任务,要求在Python中实现一个可接受的启发式函数,用于通过A*搜索解决15拼图问题。

我实现了曼哈顿距离以及其他一些启发式方法。Python代码运行得很好,算法确实解决了问题,但我不确定曼哈顿距离启发式方法是否对这个问题是可接受的。

根据理论,如果一个启发式方法从不高估达到目标的成本,那么它就是可接受的。这意味着该启发式方法是乐观的,它返回的成本永远不会大于实际成本。

当初始状态如下时(0表示空位):

1  2  3  40  6  7  85  9  10 1213 14 11 15

我的程序用5步解决了问题,但所有错位的瓷砖的曼哈顿距离之和等于10,是实际成本的两倍。因此,实际成本远低于估计值。这是否意味着该启发式方法不可接受,还是我的逻辑有问题?

我想过只计算空块的曼哈顿距离,但这会导致当空块在正确位置而其他瓷砖错位时,估计成本为零的状态。


回答:

曼哈顿距离启发式方法是可接受的,因为它独立考虑每个瓷砖(虽然实际上瓷砖之间会相互干扰)。所以它是乐观的。

在你的例子中,所有瓷砖到目标位置的距离之和是5(瓷砖5、9、10、11、15各需要移动一步)。

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