MOOC人工智能原理学习笔记4——有信息搜索

Informed Search 有信息搜索

  1. 有信息搜索亦被称为启发式搜索。这类策略采用超出问题本身定义的、问题特有的知识,因此能够找到比无信息搜索更有效的解。
    ① Evaluation function 评价函数,记作f(n),用于选择一个节点进行扩展。
    ② Heuristic function 启发式函数,记作h(n),作为 f 的一个组成成分。

2. Best-first Search (最佳优先搜索)

Search Strategy (搜索策略):一个节点被选择进行扩展是基于一个评价函数,f(n)。
大多数的最佳优先算法还包含一个启发式函数,h(n)。
Implementation(实现方法):队列,按路径代价排序,最低优先。
然而,最佳优先搜索使用f(n)代替g(n)来整理优先队列。
Heuristic function (启发式函数):h(n) = 从节点 n 到目标状态的最低路径估计代价。
Special cases (特例):贪婪搜索、A*搜索。

3.Greedy Search (贪婪搜索)

Search Strategy:试图扩展最接近目标的节点。
Evaluation function : f(n) = h(n)
它仅使用启发式函数对节点进行评价。
h(n) – 从 n 到最接近目标的估计代价。

MOOC人工智能原理学习笔记4——有信息搜索
MOOC人工智能原理学习笔记4——有信息搜索
MOOC人工智能原理学习笔记4——有信息搜索

特性:
MOOC人工智能原理学习笔记4——有信息搜索

4. A*Search (A星搜索)

Search Strategy:避免扩展代价高的路径,使总的估计求解代价最小化。
Evaluation function : f(n) = g(n) + h(n)
g(n) – 到达该节点的代价
h(n) – 从该节点到目标的估计代价

Theorem:A* search is optimal !(最优)

MOOC人工智能原理学习笔记4——有信息搜索
MOOC人工智能原理学习笔记4——有信息搜索
MOOC人工智能原理学习笔记4——有信息搜索

5. Iterative Deepening A* Search (迭代加深A*搜索)

它是迭代加深深度优先搜索的变种。从A*搜索算法借鉴了这一思想,即使用启发式函数来评价到达目标的剩余代价。
因为它是一种深度优先搜索算法,内存使用率低于A*算法。但是,不同于标准的迭代加深搜索,它集中于探索最有希望的节点,因此不会去搜索树任何处的同样深度。

Comparing Iterative Deepening Search (对比):
迭代加深深度优先搜索:使用搜索深度作为每次迭代的截止值。
迭代加深A*搜索:使用信息更丰富的评价函数,即 f(n) = g(n) + h(n) 。

Heuristics for 8*puzzle (8数码难题的启发式):
MOOC人工智能原理学习笔记4——有信息搜索
MOOC人工智能原理学习笔记4——有信息搜索