猴子摘香蕉实验报告

实验1：猴子摘香蕉问题的VC编程实现一、实验目的利用一阶谓词逻辑求解猴子摘香蕉问题并通过编程来实现二、编程环境本文主要编译环境是Windows10VisualStudio2015在Ubuntu12.0用gcc编译来演示问题的另外几种状态的解法三、问题描述房内有一个猴子，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）。四、解决方案1.定义描述环境状态的谓词。AT(x,y)：x在y处，个体域：xϵ{monkey,box,banana}，yϵ{a,b,c}；HAND(s)：猴子手中拿着s，个体域：sϵ{box,banana}；ONBOX(monkey)：猴子在箱子上；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)˄~HAND(s)˄AT(box,c)˄~ONBOX(monkey)˄AT(banana,b)要达到的目标状态为：Sg：AT(box,b)˄ONBOX(monkey)˄HAND(banana)˄AT(monkey,b)˄AT(banana,b)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。go(m,n)：猴子从m走到n处，个体域：m,nϵ{a,b,c}；movebox(m,n)：猴子把箱子从m处移动到n处，个体域：m,nϵ{a,b,c}；onbox(m)：猴子在m处爬上箱子，个体域：mϵ{a,b,c}；catch(banana):猴子摘到香蕉；这3个操作也可分别用条件和动作来表示。条件直接用谓词公式表示，是为完成相应操作所必须具备的条件；当条件中的事实使其均为真时，则可激活操作规则，于是可执行该规则中的动作部分。动作通过前后状态的变化表示，即通过从动作前删除或增加谓词公式来描述动作后的状态。go(m,n)：猴子从m走到n处条件：AT(monkey,m)动作：),(),(nmonkeyATmmonkeyAT增加：删除：movebox(m,n)：猴子把箱子从m处移动到n处条件：AT(monkey,m))˄~HAND(s)˄AT(box,m)动作：n)AT(monkey,n)AT(box,HAND(s)增加：m)AT(box,HAND(s)~删除：onbox(m)：猴子在m处爬上箱子条件：AT(monkey,m)˄~HAND(s)˄AT(box,m)˄AT(banana,m)˄~ONBOX(monkey)动作：ey)ONBOX(monk增加：ey)ONBOX(monk~删除：catch(m)：猴子摘到香蕉条件：AT(monkey,m)˄~HAND(s)˄AT(box,m)˄AT(banana,m)˄ONBOX(monkey)动作：a)HAND(banan增加：HAND(s)~删除：4.按照行动计划,一步步进行状态替换,直至目标状态。5.AT(monkey,a)˄~HAND(s)˄AT(box,c)˄~ONBOX(monkey)˄AT(banana,b)c走到a猴子从c)go(a,AT(monkey,c)˄HAND(box)˄AT(box,c)˄~ONBOX(monkey)˄AT(banana,b)处移动到b处b)：猴子把箱子从cmovebox(c,AT(monkey,b)˄~HAND(s)˄AT(box,b)˄~ONBOX(monkey)˄AT(banana,b)子在b处爬上箱子onbox(b)：猴AT(monkey,b)˄~HAND(s)˄AT(box,b)˄ONBOX(monkey)˄AT(banana,b)bananana)：猴子手中拿着catch(banaAT(box,b)˄ONBOX(monkey)˄HAND(banana)˄AT(monkey,b)˄AT(banana,b)（目标得解）猴子行动的规则序列是：go(a,c)→movebox(c,b)→onbox(b)→catch(bananan)四、源代码#define_CRT_SECURE_NO_WARNINGS#includestdio.hinti;voidgo(charx,chary){printf(step%d:monkey从%c走到%c\n,++i,x,y);//x表示猴子的位置，y为箱子的位置}voidmovebox(charx,chary){printf(step%d:monkey把箱子从%c运到%c\n,++i,x,y);//x表示箱子的位置，y为香蕉的位置}voidonbox(){printf(step%d:monkey爬上箱子\n,++i);}voidcatch(){printf(step%d:monkey摘到香蕉\n,++i);}voidmain(){charmonkey,box,banana;printf(请用abc来表示猴子箱子香蕉的位置\n);printf(monkey\tbox\tbanana\n);scanf(%c,&monkey);getchar();printf(\t);scanf(%c,&box);getchar();printf(\t\t);scanf(%c,&banana);getchar();printf(\n操作步骤如下\n);if(monkey!=box){go(monkey,box);}if(box!=banana){movebox(box,banana);}onbox();catch();printf(\n);getchar();}五、实验结果相关截图VisualStudio2015截图(图一)图一Ubuntu截图(图二)图二六、心得体会通过这次实验，我学会了如何用谓词来表示生活中的某些具体事务，并通过编程给出具体的操作步骤，感觉获益匪浅，在实验中也遇到了一些问题，比如一开始用谓词描述的不准确，还有逻辑上也不知怎么表达，后来通过查找资料解决，成功实现了预期的目标，美中不足的是，用户在输入字母后，三个字母没有保持在同一行，看起来不是很美观，今后如果有机会，编个图形界面就可解决。