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：x{monkey,box,banana}，y{a,b,c}；
HAND(s)：猴子手中拿着s，个体域：s{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：
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 走到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(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：⎩⎨⎧),()
,(n monkey AT m monkey AT 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)
AT(monkey,c)HAND(box)AT(box,c)~ONBOX(monkey)AT(banana,b)
AT(monkey,b)~HAND(s)AT(box,b)~ONBOX(monkey)AT(banana,b)
AT(monkey,b)~HAND(s)AT(box,b)ONBOX(monkey)AT(banana,b)
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
#include<stdio.h>
int i;
void go(char x,char y)
{
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
}
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 onbox()
{
printf("step%d:monkey爬上箱子\n",++i);
}
void catch()
{
printf("step%d:monkey摘到香蕉\n",++i);
}
void main()
{
char monkey,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。