为什么我的A*算法启发式函数不满足可接受性?

我正在学习公开提供的CS 188课程,课程链接在edx.org。目前,我需要为A*搜索开发一个启发式函数,以便吃掉所有像这里展示的豆子:Pacman

我原本确信会有效的启发式函数(既可接受又一致)是这样的:

  • 初始化启发式累加器h为0
  • 初始化pos为当前吃豆人的位置
  • 当豆子未被吃完时:
    • 使用A*搜索(以曼哈顿距离作为启发式函数)从pos获取最近的豆子
    • 将距离加到h中
    • 从豆子列表中移除该豆子
    • 将pos设置为该豆子的位置

我还缓存了之前计算的距离,因此如果在另一个状态计算中已经完成过寻找最近豆子的A*搜索,就不会再次进行。它能够非常快速地解决问题,并且结果是最优的。

当我在自动评分系统中使用这个算法时,它未能通过可接受性测试。

不用担心,我不是在寻求问题的解决方案,只是想知道为什么我当前的解决方案不满足可接受性?当我在脑海中回顾图片中的例子时,启发式函数似乎从未高估成本。

所以,如果有人能理解这一点,并且有任何想法,您的意见将非常受欢迎!


回答:

A*算法的启发式函数需要提供一个数字,这个数字不应超过最佳可能成本。你的启发式函数是一个看似合理的贪婪解决方案,但它并不能保证这一点。假设有一排豆子,而吃豆人在这排豆子的中心位置稍偏离。最便宜的解决方案是找出哪一端更近,吃完那端的所有豆子,然后朝另一个方向移动,吃掉剩下的所有豆子,而不必在线段较长的部分倒退。

你的贪婪启发式函数首先移动到离吃豆人最近的豆子,这可能不是距离最短的那一侧,因此在这种情况下,它可能不会返回一个不高于最优成本的成本 – 它返回的是一个可能的解决方案的成本,但这可能不是最优的。

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