Incapaz de determinar se minha implementação de IDA* tem um bug ou é apenas ineficiente

Question

Implementei a pesquisa A-Star aprofundada iterativa (pelo problema de 8 puzzle, mas posso aceitar outros problemas) e o executei em uma entrada. Ele foi executado sem sucesso por 2 horas. Para entradas mais simples que estão próximas ao nó de meta, funciona bem. Outros fizeram isso funcionar para essa entrada. Não tenho certeza se minha implementação é apenas ineficiente ou entra em um loop infinito

Puzzlesolver.java $ ida

    /** Accepts start node root and string identifying whihc heuristic to use
      * h1 is number of misplaced tiles and h2 is Manhattan distance
      */
    private Node ida(Node root, final String h) {
     PriorityQueue<DNode> frontier = new PriorityQueue<DNode>(10, new Comparator<DNode>(){
        @Override
        public int compare(DNode n1, DNode n2) {
            if(h == "h1") {
                if(n1.depth + h1(n1.node) > n2.depth + h1(n2.node)) return 1;
                if(n1.depth + h1(n1.node) < n2.depth + h1(n2.node)) return -1;
                return 0;
            }
            if(h == "h2") {
                if(n1.depth + h2(n1.node) > n2.depth + h2(n2.node)) return 1;
                if(n1.depth + h2(n1.node) < n2.depth + h2(n2.node)) return -1;
                return 0;
            }
            return 0;
        }});
    ArrayList<Node> explored = new ArrayList<Node>();
    Node soln = null;
    DNode start = new DNode(root, 1);
    frontier.add(start);
    int d = 0;
    int flimit = (h == "h1" ? h1(start.node) : h2(start.node));
    int min = flimit;
    while(true) {
        DNode dn = frontier.poll();
        if(dn == null) {
            frontier.add(start);
            d = 0;
            flimit = min;
            continue;
        }
        d = dn.depth;
        Node n = dn.node;
        //n.print();
        if(goalCheck(n)){
            return n;
        }
        for(int i = 0;i < ops.length;i++) {
            String op = ops[i];
            if(n.applicable(op)) {
                soln = n.applyOp(op);
                int h_cost;
                if(h == "h1") h_cost = h1(soln);
                else h_cost = h2(soln);
                if(!checkDup(explored,soln) && d + 1 + h_cost < flimit) {
                    frontier.add(new DNode(soln, d + 1));
                    DNode least = frontier.peek();
                    min = least.depth + (h == "h1" ? h1(least.node) : h2(least.node));
                }
            }
        }
        explored.add(n);
        max_list_size = Math.max(max_list_size, frontier.size() + explored.size());
    }
}

Puzzlesolver.java $ checkdup

    private boolean checkDup(ArrayList<Node> explored, Node soln) {
    boolean isDuplicate = false;
    for(Node n:explored) {
        boolean equal = true;
        for(int i = 0;i < soln.size; i++) {
            for(int j =0 ;j<soln.size;j++) {
                if(soln.state.get(i).get(j) != n.state.get(i).get(j)) {
                    equal = false; 
                }
            }
        }
        isDuplicate |= equal;
    }
    return isDuplicate;
}

Start State (falhou):

1 2 3 
8 - 4
7 6 5

Estado de meta:

1 3 4 
8 6 2 
7 - 5

(trabalhou para 1 3 4 8 6 0 7 5 2) Não incluí o Node.java porque tenho certeza de que funciona depois de executar outros algoritmos de pesquisa como o melhor primeiro, o DFS. É difícil fornecer uma SCCE, por isso estou apenas pedindo ajuda para identificar quaisquer bugs óbvios na implementação da IDA.

Editar: resolveu a questão, mas ainda tentando descobrir uma condição de rescisão quando a meta não é acessível. O IDA* não mantém uma lista de nós explorados, então como posso saber se eu cobri todo o espaço da solução?

Answer 1

Houve um erro na maneira como calculei o novo Flimit. Não causou um problema nos outros casos, porque o frágil do sucessor era tal que não causou um loop infinitamente. Além disso, a condição deve f (nó de corrente) <= corte. e não '<' como eu levei.

Versão atualizada:

private Node ida(Node root, final String h) {
    PriorityQueue<DNode> frontier = new PriorityQueue<DNode>(10, new Comparator<DNode>(){
        @Override
        public int compare(DNode n1, DNode n2) {
            if(h == "h1") {
                if(n1.depth + h1(n1.node) > n2.depth + h1(n2.node)) return 1;
                if(n1.depth + h1(n1.node) < n2.depth + h1(n2.node)) return -1;
                return 0;
            }
            if(h == "h2") {
                if(n1.depth + h2(n1.node) > n2.depth + h2(n2.node)) return 1;
                if(n1.depth + h2(n1.node) < n2.depth + h2(n2.node)) return -1;
                return 0;
            }
            return 0;
        }});
    ArrayList<Node> explored = new ArrayList<Node>();
    Node soln = null;
    DNode start = new DNode(root, 1);
    frontier.add(start);
    int d = 0;
    int flimit = (h == "h1" ? h1(start.node) : h2(start.node));
    int min = flimit;
    while(true) {
        DNode dn = frontier.poll();
        if(dn == null) {
            explored.clear();
            frontier.add(start);
            d = 0;
            flimit = min;
            continue;
        }
        d = dn.depth;
        Node n = dn.node;
        //n.print();
        if(goalCheck(n)){
            return n;
        }
        min = Integer.MAX_VALUE;
        for(int i = 0;i < ops.length;i++) {
            String op = ops[i];
            if(n.applicable(op)) {
                soln = n.applyOp(op);
                int h_cost;
                if(h == "h1") h_cost = h1(soln);
                else h_cost = h2(soln);
                if(!checkDup(explored,soln))    {
                    if(d + 1 + h_cost <= flimit) {
                        frontier.add(new DNode(soln, d + 1));
                    }
                    else {
                        if(d + 1 + h_cost < min)min = d + 1 + h_cost; 
                    }
                }
            }
        }
        explored.add(n);
        max_list_size = Math.max(max_list_size, frontier.size() + explored.size());
    }
}

Answer 2

Sua checkDup A função é muito ineficiente. Eu recomendo usar um HashSet: http://docs.oracle.com/javase/7/docs/api/java/util/hashset.htmlSua função tem um custo linear no tamanho do conjunto, enquanto o contains método de HashSet tem um custo constante.

Strings em Java são comparadas com equals: Java string.equals versus ==

Pode haver outros problemas, mas esses são os dois mais óbvios que vi após uma verificação rápida do seu código.