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Windows 10 Visual Studio 2015 在Ubuntu 12.0 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：x?{monkey, box,banana } ，y?{a,b,c}；
HAND(s):猴子手中拿着s，个体域：s?{box,ba nan a}；
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:
S o: AT(monkey,a)?〜HAND(s)?AT(box,c) ?〜ONBOX(monkey) ?AT(banana,b)
要达到的目标状态为：
S g: 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走至U n处，个体域：m,n?{a,b,c}；
movebox(m,n):猴子把箱子从m处移动到n处，个体域：m,n?{a,b,c};
onbox(m):猴子在m处爬上箱子，个体域：m?{a,b,c};
catch(ba nan a): 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:删除：AT (monkeym)
: 增加：AT(monkey n)
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.「删除：〜HAND(s)八AT(box, m) 增加:HAND(s)代AT(box, n)乱AT(monkey, n) 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.:删除：〜ONBOX(moey)
:j增加:ONBOX(moey)
catch(m):猴子摘到香蕉
条件：AT(mo nkey,m)?〜H AND(s) ? AT(box,m) ? AT(ba nan a,m) ? ONBOX(m on key)
动作：：删除：〜HAND(s)
.增加：HAND(banaa)
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)
AT(mo nkey,c)?HAND(box)?AT(box,c) ?~O NBOX(mo nkey) ?AT(ba nan a,b)
AT(mo nkey,b)?〜HAND(s)?AT(box,b) ?~ONBOX(mo nkey) ?AT(ba nan a,b)
AT(mo nkey,b)?〜HAND(s)?AT(box,b) ?ONBOX(mo nkey) ?AT(ba nan a,b)
AT(box,b) ? ONBOX(mo nkey) ? HAND(ba nan a)?AT(mo nkey,b) ?AT(ba nan a,b)
(目标得解)
猴子行动的规贝9序列是：go(a,c) f movebox(c,b) f onbox(b) f catch(bananan)
四、源代码
#defi ne _CRT_SECURE_NO_WARNINGS
#inelude <stdio.h> int i;
void go(char x, char y) {
printf（"step %d:monkey从％。
走到%c\n", ++i, x, y）;//x表示猴子的位置，y为箱子的位置}
void movebox( char x, char y)
{
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
}
void on box()
{
printf("step %d:monkey 爬上箱子\n", ++i);
}
void catch()
{
printf("step %d:monkey 摘到香蕉\n", ++i);
}
void mai n()
{
char mon key, box, banana;
printf("请用a b c来表示猴子箱子香蕉的位置\n"); printf("monkey\tbox\tbanana\n");
sca nf( "%c", &mon key);
getchar();
prin tf("\t");
sca nf( "%c", &box);
getchar();
prin tf("\t\t");
sca nf( "%c", &banana);
getchar();
printf("\n操作步骤如下\n");
if(m on key!=box)
{
go( mon key,box);
}
if( box!=ba nana)
{
movebox(box,ba nan a);
}----------------
on box();
catch ();
prin tf("\n");
getchar();
}
五、实验结果相关截图
Visual Studio 2015 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，比如一幵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。