Advertisement
VladimirG4

IvanPregleduvajNeSeZaebavaj

Jun 16th, 2019
132
0
Never
Not a member of Pastebin yet? Sign Up, it unlocks many cool features!
Python 15.05 KB | None | 0 0
  1. import bisect
  2. import uninformed_search
  3.  
  4. """
  5. Дефинирање на класа за структурата на проблемот кој ќе го решаваме со пребарување.
  6. Класата Problem е апстрактна класа од која правиме наследување за дефинирање на основните
  7. карактеристики на секој проблем што сакаме да го решиме
  8. """
  9.  
  10.  
  11. class Problem:
  12.     def __init__(self, initial, goal=None):
  13.         self.initial = initial
  14.         self.goal = goal
  15.  
  16.     def successor(self, state):
  17.         """За дадена состојба, врати речник од парови {акција : состојба}
  18.        достапни од оваа состојба. Ако има многу следбеници, употребете
  19.        итератор кој би ги генерирал следбениците еден по еден, наместо да
  20.        ги генерирате сите одеднаш.
  21.  
  22.        :param state: дадена состојба
  23.        :return:  речник од парови {акција : состојба} достапни од оваа
  24.                  состојба
  25.        :rtype: dict
  26.        """
  27.         raise NotImplementedError
  28.  
  29.     def actions(self, state):
  30.         """За дадена состојба state, врати листа од сите акции што може да
  31.        се применат над таа состојба
  32.  
  33.        :param state: дадена состојба
  34.        :return: листа на акции
  35.        :rtype: list
  36.        """
  37.         return self.successor(state).keys()
  38.  
  39.     def result(self, state, action):
  40.         """За дадена состојба state и акција action, врати ја состојбата
  41.        што се добива со примена на акцијата над состојбата
  42.  
  43.        :param state: дадена состојба
  44.        :param action: дадена акција
  45.        :return: резултантна состојба
  46.        """
  47.         possible = self.successor(state)
  48.         return possible[action]
  49.  
  50.  
  51.     def goal_test(self, state):
  52.         """Врати True ако state е целна состојба. Даденава имплементација
  53.        на методот директно ја споредува state со self.goal, како што е
  54.        специфицирана во конструкторот. Имплементирајте го овој метод ако
  55.        проверката со една целна состојба self.goal не е доволна.
  56.  
  57.        :param state: дадена состојба
  58.        :return: дали дадената состојба е целна состојба
  59.        :rtype: bool
  60.        """
  61.         return state == self.goal
  62.  
  63.     def path_cost(self, c, state1, action, state2):
  64.         """Врати ја цената на решавачкиот пат кој пристигнува во состојбата
  65.        state2 од состојбата state1 преку акцијата action, претпоставувајќи
  66.        дека цената на патот до состојбата state1 е c. Ако проблемот е таков
  67.        што патот не е важен, оваа функција ќе ја разгледува само состојбата
  68.        state2. Ако патот е важен, ќе ја разгледува цената c и можеби и
  69.        state1 и action. Даденава имплементација му доделува цена 1 на секој
  70.        чекор од патот.
  71.  
  72.        :param c: цена на патот до состојбата state1
  73.        :param state1: дадена моментална состојба
  74.        :param action: акција која треба да се изврши
  75.        :param state2: состојба во која треба да се стигне
  76.        :return: цена на патот по извршување на акцијата
  77.        :rtype: float
  78.        """
  79.         return c + 1
  80.  
  81.     def value(self):
  82.         """За проблеми на оптимизација, секоја состојба си има вредност. 
  83.        Hill-climbing и сличните алгоритми се обидуваат да ја максимизираат
  84.        оваа вредност.
  85.  
  86.        :return: вредност на состојба
  87.        :rtype: float
  88.        """
  89.         raise NotImplementedError
  90.  
  91.  
  92. """
  93. Дефинирање на класата за структурата на јазел од пребарување.
  94. Класата Node не се наследува
  95. """
  96.  
  97.  
  98. class Node:
  99.     def __init__(self, state, parent=None, action=None, path_cost=0):
  100.         """Креирај јазол од пребарувачкото дрво, добиен од parent со примена
  101.        на акцијата action
  102.  
  103.        :param state: моментална состојба (current state)
  104.        :param parent: родителска состојба (parent state)
  105.        :param action: акција (action)
  106.        :param path_cost: цена на патот (path cost)
  107.        """
  108.         self.state = state
  109.         self.parent = parent
  110.         self.action = action
  111.         self.path_cost = path_cost
  112.         self.depth = 0  # search depth
  113.         if parent:
  114.             self.depth = parent.depth + 1
  115.  
  116.     def __repr__(self):
  117.         return "<Node %s>" % (self.state,)
  118.  
  119.     def __lt__(self, node):
  120.         return self.state < node.state
  121.  
  122.     def expand(self, problem):
  123.         """Излистај ги јазлите достапни во еден чекор од овој јазол.
  124.  
  125.        :param problem: даден проблем
  126.        :return: листа на достапни јазли во еден чекор
  127.        :rtype: list(Node)
  128.        """
  129.         return [self.child_node(problem, action)
  130.                 for action in problem.actions(self.state)]
  131.  
  132.     def child_node(self, problem, action):
  133.         """Дете јазел
  134.  
  135.        :param problem: даден проблем
  136.        :param action: дадена акција
  137.        :return: достапен јазел според дадената акција
  138.        :rtype: Node
  139.        """
  140.         next_state = problem.result(self.state, action)
  141.         return Node(next_state, self, action,
  142.                     problem.path_cost(self.path_cost, self.state,
  143.                                       action, next_state))
  144.  
  145.     def solution(self):
  146.         """Врати ја секвенцата од акции за да се стигне од коренот до овој јазол.
  147.  
  148.        :return: секвенцата од акции
  149.        :rtype: list
  150.        """
  151.         return [node.action for node in self.path()[1:]]
  152.  
  153.     def solve(self):
  154.         """Врати ја секвенцата од состојби за да се стигне од коренот до овој јазол.
  155.  
  156.        :return: листа од состојби
  157.        :rtype: list
  158.        """
  159.         return [node.state for node in self.path()[0:]]
  160.  
  161.     def path(self):
  162.         """Врати ја листата од јазли што го формираат патот од коренот до овој јазол.
  163.  
  164.        :return: листа од јазли од патот
  165.        :rtype: list(Node)
  166.        """
  167.         x, result = self, []
  168.         while x:
  169.             result.append(x)
  170.             x = x.parent
  171.         result.reverse()
  172.         return result
  173.  
  174.     """Сакаме редицата од јазли кај breadth_first_search или
  175.    astar_search да не содржи состојби - дупликати, па јазлите што
  176.    содржат иста состојба ги третираме како исти. [Проблем: ова може
  177.    да не биде пожелно во други ситуации.]"""
  178.  
  179.     def __eq__(self, other):
  180.         return isinstance(other, Node) and self.state == other.state
  181.  
  182.     def __hash__(self):
  183.         return hash(self.state)
  184.  
  185.  
  186. """
  187. Дефинирање на помошни структури за чување на листата на генерирани, но непроверени јазли
  188. """
  189.  
  190.  
  191. class Queue:
  192.     """Queue е апстрактна класа / интерфејс. Постојат 3 типа:
  193.         Stack(): Last In First Out Queue (стек).
  194.         FIFOQueue(): First In First Out Queue (редица).
  195.         PriorityQueue(order, f): Queue во сортиран редослед (подразбирливо,од најмалиот кон
  196.                                 најголемиот јазол).
  197.     """
  198.  
  199.     def __init__(self):
  200.         raise NotImplementedError
  201.  
  202.     def append(self, item):
  203.         """Додади го елементот item во редицата
  204.  
  205.        :param item: даден елемент
  206.        :return: None
  207.        """
  208.         raise NotImplementedError
  209.  
  210.     def extend(self, items):
  211.         """Додади ги елементите items во редицата
  212.  
  213.        :param items: дадени елементи
  214.        :return: None
  215.        """
  216.         raise NotImplementedError
  217.  
  218.     def pop(self):
  219.         """Врати го првиот елемент од редицата
  220.  
  221.        :return: прв елемент
  222.        """
  223.         raise NotImplementedError
  224.  
  225.     def __len__(self):
  226.         """Врати го бројот на елементи во редицата
  227.  
  228.        :return: број на елементи во редицата
  229.        :rtype: int
  230.        """
  231.         raise NotImplementedError
  232.  
  233.     def __contains__(self, item):
  234.         """Проверка дали редицата го содржи елементот item
  235.  
  236.        :param item: даден елемент
  237.        :return: дали queue го содржи item
  238.        :rtype: bool
  239.        """
  240.         raise NotImplementedError
  241.  
  242.  
  243. class Stack(Queue):
  244.     """Last-In-First-Out Queue."""
  245.  
  246.     def __init__(self):
  247.         self.data = []
  248.  
  249.     def append(self, item):
  250.         self.data.append(item)
  251.  
  252.     def extend(self, items):
  253.         self.data.extend(items)
  254.  
  255.     def pop(self):
  256.         return self.data.pop()
  257.  
  258.     def __len__(self):
  259.         return len(self.data)
  260.  
  261.     def __contains__(self, item):
  262.         return item in self.data
  263.  
  264.  
  265. class FIFOQueue(Queue):
  266.     """First-In-First-Out Queue."""
  267.  
  268.     def __init__(self):
  269.         self.data = []
  270.  
  271.     def append(self, item):
  272.         self.data.append(item)
  273.  
  274.     def extend(self, items):
  275.         self.data.extend(items)
  276.  
  277.     def pop(self):
  278.         return self.data.pop(0)
  279.  
  280.     def __len__(self):
  281.         return len(self.data)
  282.  
  283.     def __contains__(self, item):
  284.         return item in self.data
  285.  
  286.  
  287. class PriorityQueue(Queue):
  288.     """Редица во која прво се враќа минималниот (или максималниот) елемент
  289.    (како што е определено со f и order). Оваа структура се користи кај
  290.    информирано пребарување"""
  291.     """"""
  292.  
  293.     def __init__(self, order=min, f=lambda x: x):
  294.         """
  295.        :param order: функција за подредување, ако order е min, се враќа елементот
  296.                      со минимална f(x); ако order е max, тогаш се враќа елементот
  297.                      со максимална f(x).
  298.        :param f: функција f(x)
  299.        """
  300.         assert order in [min, max]
  301.         self.data = []
  302.         self.order = order
  303.         self.f = f
  304.  
  305.     def append(self, item):
  306.         bisect.insort_right(self.data, (self.f(item), item))
  307.  
  308.     def extend(self, items):
  309.         for item in items:
  310.             bisect.insort_right(self.data, (self.f(item), item))
  311.  
  312.     def pop(self):
  313.         if self.order == min:
  314.             return self.data.pop(0)[1]
  315.         return self.data.pop()[1]
  316.  
  317.     def __len__(self):
  318.         return len(self.data)
  319.  
  320.     def __contains__(self, item):
  321.         return any(item == pair[1] for pair in self.data)
  322.  
  323.     def __getitem__(self, key):
  324.         for _, item in self.data:
  325.             if item == key:
  326.                 return item
  327.  
  328.     def __delitem__(self, key):
  329.         for i, (value, item) in enumerate(self.data):
  330.             if item == key:
  331.                 self.data.pop(i)
  332. def step(first, second):
  333.  
  334.     first.append(second.pop(len(second)-1))
  335.  
  336.     return first, second
  337.  
  338.  
  339. def legal(first, second):
  340.     if len(first) == 0:
  341.         if len(second) != 0:
  342.             return True
  343.         else:
  344.             return False
  345.  
  346.     if len(second) == 0:
  347.         return False
  348.     if len(first) != 0 and len(second) != 0:
  349.         if first[len(first)-1] < second[len(second)-1]:
  350.             return True
  351.         else:
  352.             return False
  353.  
  354.  
  355. def make_tuple(candidate):
  356.     new_tuple = tuple(tuple(x) for x in candidate)
  357.     return new_tuple
  358.  
  359.  
  360. def make_list(candidate):
  361.     candidate_2 = candidate
  362.     new_list = list(list(x) for x in candidate_2)
  363.     return new_list
  364.  
  365.  
  366. class Hanoj(Problem):
  367.  
  368.     def __init__(self, initial, goal=None):
  369.         super().__init__(initial, goal)
  370.  
  371.  
  372.     def successor(self, state):
  373.         successors = dict()
  374.         towers = make_list(state)
  375.  
  376.         for i in range(len(towers)-1):
  377.             for j in range(len(towers)):
  378.                 if legal(towers[i],towers[j]):
  379.                     towers[i], towers[j] = step(towers[i], towers[j])
  380.                     towers_new = make_tuple(towers)
  381.                     successors['Move block from pillar ' + str(i) + ' to pillar ' + str(j)] = towers_new
  382.  
  383.         """for i in range(len(towers)-1,-1,-1):
  384.            for j in range(len(towers)-1,-1,-1):
  385.                if legal(towers[i],towers[j]):
  386.                    towers[i], towers[j] = step(towers[i],towers[j])
  387.                    towers_new = make_tuple(towers)
  388.                    successors['Move block from pillar ' + str(i) + ' to pillar ' + str(j)] = towers_new"""
  389.  
  390.         return successors
  391.  
  392.     def actions(self, state):
  393.         return self.successor(state).keys()
  394.  
  395.     def result(self, state, action):
  396.         possible = self.successor(state)
  397.         return possible[action]
  398.  
  399.     def goal_test(self, state):
  400.         g = self.goal
  401.         return g == state
  402.  
  403.  
  404. if __name__ == "__main__":
  405.     s = input()
  406.     initial_towers = tuple([tuple(map(int, x.split(','))) if x != '' else () for x in s.split(';')])
  407.     s = input()
  408.     goal_towers = tuple([tuple(map(int, x.split(','))) if x != '' else () for x in s.split(';')])
  409.     # print(initial_towers)
  410.     initial_towers = tuple(tuple(x) for x in initial_towers)
  411.     # print(initial_towers)
  412.     goal_towers = tuple(tuple(x) for x in goal_towers)
  413.  
  414.     hanoj = Hanoj((initial_towers), goal_towers)
  415.  
  416.     answer = uninformed_search.breadth_first_graph_search(hanoj)
  417.  
  418.     print(answer.solution())
Advertisement
Add Comment
Please, Sign In to add comment
Advertisement