猴子摘香蕉实验报告含代码.docx
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猴子摘香蕉实验报告含代码
猴子摘香蕉实验报告（含代码）
华中科技大学
《人工智能与模式识别》
实验报告
院系：
电子与信息工程系
班级：
姓名：
同组人：
指导老师：
电话：
邮箱：
日期：
2013年12月24日
一、实验内容
利用一阶谓词逻辑求解猴子摘香蕉问题：
房内有一个猴子，一个箱子，天花板上挂了一串香蕉，其位置如图所示，猴子为了拿到香蕉，它必须把箱子搬到香蕉下面，然后再爬到箱子上。
请定义必要的谓词，列出问题的初始化状态（即下图所示状态），目标状态（猴子拿到了香蕉，站在箱子上，箱子位于位置b）。
（附加：
从初始状态到目标状态的谓词演算过程。
）
二、实验平台
VC6.0
三、实验分析
1.定义描述环境状态的谓词。
AT（x,w）：
x在t处，个体域：
xϵ{monkey}，wϵ{a,b,c,box}；
HOLD（x,t）：
x手中拿着t，个体域：
tϵ{box,banana}；
EMPTY（x）：
x手中是空的；
ON（t,y）：
t在y处，个体域：
yϵ{b,c,ceiling}；
CLEAR（y）：
y上是空的；
BOX（u）：
u是箱子，个体域：
uϵ{box}；
BANANA（v）：
v是香蕉，个体域：
vϵ{banana}；
2.使用谓词、连结词、量词来表示环境状态。
问题的初始状态可表示为：
So：
AT（monkey,a）˄EMPTY（monkey）˄ON（box,c）˄ON（banana,ceiling）˄CLEAR（b）˄BOX（box）˄
BANANA（banana）
要达到的目标状态为：
Sg：
AT（monkey,box）˄HOLD（monkey,banana）˄ON（box,b）˄CLEAR（ceiling）˄CLEAR（c）˄
BOX（box）˄BANANA（banana）
3.从初始状态到目标状态的转化,猴子需要完成一系列操作,定义操作类谓词表示其动作。
WALK（m,n）：
猴子从m走到n处，个体域：
m,nϵ{a,b,c}；
CARRY（s,r）：
猴子在r处拿到s，个体域：
rϵ{c,ceiling}，sϵ{box,banana}；
CLIMB（u,b）：
猴子在b处爬上u；
4.
5.按照行动计划,一步步进行状态替换,直至目标状态。
AT（monkey,a）˄EMPTY（monkey）˄ON（box,c）˄ON（banana,ceiling）˄CLEAR（b）˄BOX（box）˄
BANANA（banana）
AT（monkey,c）˄EMPTY（monkey）˄ON（box,c）˄ON（banana,ceiling）˄CLEAR（b）˄BOX（box）˄
BANANA（banana）
AT（monkey,c）˄HOLD（monkey,box）˄ON（banana,ceiling）˄CLEAR（b）˄CLEAR（c）˄BOX（box）˄
BANANA（banana）
AT（monkey,b）˄HOLD（monkey,box）˄ON（banana,ceiling）˄CLEAR（b）˄CLEAR（c）˄BOX（box）˄
BANANA（banana）
AT（monkey,box）˄EMPTY（monkey）˄ON（box,b）˄ON（banana,ceiling）˄CLEAR（c）˄BOX（box）˄
BANANA（banana）
AT（monkey,box）˄HOLD（monkey,banana）˄ON（box,b）˄CLEAR（ceiling）˄CLEAR（c）˄BOX（box）˄
BANANA（banana）（目标得解）
猴子行动的规则序列是：
WALK（a,c）→CARRY（c,box）→WALK（c,b）→CLIMB（box,b）→
CARRY（banana,ceiling）
在上述过程中，我们应该注意，当猴子执行某一个操作之前，需要检查当前状态是否可使所要求的条件得到满足，即证明当前状态是否蕴涵操作所要求的状态的过程。
在行动过程中，检查条件的满足性后才进行变量的代换。
代入新条件后的新状态如果是目标状态，则问题解决；否则看是否满足下面的操作，如果不满足或即使满足却又回到了原来的状态，那么代入无效。
四、源代码
#include
structState
{
intmonkey;/*-1:
MonkeyatA;0:
MonkeyatB;1:
MonkeyatC;*/
intbox;/*-1:
boxatA;0:
boxatB;1:
boxatC;*/
intbanana;/*BananaatB,Banana=0*/
intmonbox;/*-1:
monkeyonthebox;1:
monkeythebox;*/
};
structStateStates[150];
char*routesave[150];
/*functionmonkeygoto,itmakesthemonkeygototheotherplace*/
voidmonkeygoto（intb,inti）
{
inta;
a=b;
if（a==-1）
{
routesave[i]="MonkeygotoA";
States[i+1]=States[i];
States[i+1].monkey=-1;
}
elseif（a==0）
{
routesave[i]="MonkeygotoB";
States[i+1]=States[i];
States[i+1].monkey=0;
}
elseif（a==1）
{
routesave[i]="MonkeygotoC";
States[i+1]=States[i];
States[i+1].monkey=1;
}
else
{
printf（"parameteriswrong"）;
}
}
/*endfunctionmonkeyygoto*/
/*functionmovebox,themonkeymovetheboxtotheotherplace*/
voidmovebox（inta,inti）
{
intB;
B=a;
if（B==-1）
{
routesave[i]="monkeymoveboxtoA";
States[i+1]=States[i];
States[i+1].monkey=-1;
States[i+1].box=-1;
}
elseif（B==0）
{
routesave[i]="monkeymoveboxtoB";
States[i+1]=States[i];
States[i+1].monkey=0;
States[i+1].box=0;
}
elseif（B==1）
{
routesave[i]="monkeymoveboxtoC";
States[i+1]=States[i];
States[i+1].monkey=1;
States[i+1].box=1;
}
else
{
printf（"parameteriswrong"）;
}
}
/*endfunctionmovebox*/
/*functionclimbonto,themonkeyclimbontothebox*/
voidclimbonto（inti）
{
routesave[i]="Monkeyclimbontothebox";
States[i+1]=States[i];
States[i+1].monbox=1;
}
/*functionclimbdown,monkeyclimbdownfromthebox*/
voidclimbdown（inti）
{
routesave[i]="Monkeyclimbdownfromthebox";
States[i+1]=States[i];
States[i+1].monbox=-1;
}
/*functionreach,ifthemonkey,box,andbananaareatthesameplace,themonkeyreachbanana*/
voidreach（inti）
{
routesave[i]="Monkeyreachthebanana";
}
/*outputthesolutiontotheproblem*/
voidshowSolution（inti）
{
intc;
printf（"%s\n","Resulttoproblem:
"）;
for（c=0;c{
printf（"Step%d:
%s\n",c+1,routesave[c]）;
}
printf（"\n"）;
}
/*performnextstep*/
voidnextStep（inti）
{
intc;
intj;
if（i>=150）
{
printf（"%s\n","steplengthreached150,haveproblem"）;
return;
}
for（c=0;c{
if（States[c].monkey==States[i].monkey&&States[c].box==States[i].box&&States[c].banana==States[i].banana&&States[c].monbox==States[i].monbox）
{
return;
}
}
if（States[i].monbox==1&&States[i].monkey==0&&States[i].banana==0&&States[i].box==0）
{
showSolution（i）;
printf（"Pressanykeytocontinue\n"）;
getchar（）;/*tosavescreenforuser,pressanykeytocontinue*/
return;
}
j=i+1;
if（States[i].monkey==0）
{
if（States[i].box==0）
{
if（States[i].monbox==-1）
{
climbonto（i）;
reach（i+1）;
nextStep（j）;
/*monkeygoto（-1,i）;
nextStep（j）;
monkeygoto（0,i）;
nextStep（j）;
movebox（-1,i）;
nextStep（j）;
movebox（0,i）;
nextStep（j）;*/
}
else
{
reach（i+1）;
nextStep（j）;
/*climbdown（i）;
nextStep（j）;*/
}
}
elseif（States[i].box==1）
{
/*monkeygoto（-1,i）;
nextStep（j）;*/
monkeygoto（1,i）;
nextStep（j）;
movebox（0,i）;
nextStep（j）;
climbonto（i）;
reach（i+1）;
nextStep（j）;
}
else/*box==-1*/
{
monkeygoto（-1,i）;
nextStep（j）;
movebox（0,i）;
nextStep（j）;
climbonto（i）;
reach（i+1）;
nextStep（j）;
}
}
/*endif*/
if（States[i].monkey==-1）
{
if（States[i].box==-1）
{
if（States[i].monbox==-1）
{
movebox（0,i）;
nextStep（j）;
climbonto（i）;
reach（i+1）;
nextStep（j）;
}
else
{
climbdown（i）;
nextStep（j）;
movebox（0,i）;
nextStep（j）;
climbonto（i）;
reach（i+1）;
nextStep（j）;
}
}
elseif（States[i].box==0）
{
monkeygoto（0,i）;
nextStep（j）;
climbonto（i）;
reach（i+1）;
nextStep（j）;
}
else
{
monkeygoto（1,i）;
nextStep（j）;
movebox（0,i）;
nextStep（j）;
climbonto（i）;
reach（i+1）;
nextStep（j）;
}
}
/*endif*/
if（States[i].monkey==1）
{
if（States[i].box==1）
{
if（States[i].monbox==-1）
{
movebox（0,i）;
nextStep（j）;
climbonto（i）;
reach（i+1）;
nextStep（j）;
}
else
{
climbdown（i）;
nextStep（j）;
movebox（0,i）;
nextStep（j）;
climbonto（i）;
reach（i+1）;
nextStep（j）;
}
}
elseif（States[i].box==-1）
{
monkeygoto（-1,i）;
nextStep（j）;
movebox（0,i）;
nextStep（j）;
movebox（0,i）;
nextStep（j）;
climbonto（i）;
reach（i+1）;
nextStep（j）;
}
else
{
monkeygoto（0,i）;
nextStep（j）;
movebox（0,i）;
nextStep（j）;
climbonto（i）;
reach（i+1）;
nextStep（j）;
}
}
/*endif*/
}/*endnextStep*/
intmain（）
{
States[0].monkey=-1;
States[0].box=1;
States[0].banana=0;
States[0].monbox=-1;
nextStep（0）;
}
五、实验截图
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