人工智能——猴子摘香蕉问题

一、实验目的

求解猴子摘香蕉问题，根据猴子不同的位置，求解猴子的移动范围，求解对应的过程，针对不同的目标状态进行求解。

二、实验内容

根据场景有猴子、箱子、香蕉，香蕉挂天花板上。定义多种谓词描述位置、状态等。

有从一处走到另一处、推箱子、爬到箱子、拿到香蕉 4 种操作。需输出猴子摘香蕉的四步步骤及对应谓词，从初始状态（猴子位置、箱子位置、香蕉位置，香蕉挂天花板、猴手空、猴不在箱上）达到目标状态（猴拿香蕉且在箱上）。

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人工智能：知识表示：谓词公式表示
实验1：猴子摘香蕉问题  Python代码
''''''定义类保存猴子位置、箱子位置、香蕉位置等信息'''
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拔高1:输出猴子进行某step之前的状态
拔高2：加入猴子伸手的高度、箱子的高度、香蕉被挂在墙上的高度
拔高3：加入前端代码，增加动画演示
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class predicate():monky = 0box = 0banana = 0monbox = 0# 全局变量, 表示步骤Step数量iStep = 0  def __init__(self, monky=0, box=0, banana=0, monbox=0):''' Initialize '''self.monky = monky      # 猴子的位置self.box = box          # 箱子的位置self.banana = banana    # 香蕉的位置self.monbox = monbox    # -1(或<0)， 猴子不在箱子上# 1(或>=0)， 猴子在箱子上self.monkyName = 'monky'self.boxName = 'box'self.bananaName = 'banana'self.iStep = 0def displayInit(self):''' 输出初始位置信息 '''self.AT(self.monkyName, self.monky)self.BOX(self.box)self.BAN(self.banana)self.OVER(self.bananaName)self.EMPTY(self.monkyName)if self.monbox < 0:self.NOT_ON(self.monkyName, self.boxName)elif self.monbox >= 0:self.ON(self.monkyName, self.boxName)def displayFinal(self):''' 输出最终位置信息 '''self.AT(self.monkyName, self.banana)self.BOX(self.banana)self.BAN(self.banana)self.HOLD(self.monkyName, self.bananaName)if self.monbox < 0:self.NOT_ON(self.monkyName, self.boxName)elif self.monbox >= 0:self.ON(self.monkyName, self.boxName)def AT(self, x, y):'''猴子在y位置上'''print('--------' + str(x) + '在' + str(y) + '位置上--------')def BOX(self, y):'''箱子在y的位置'''print('--------箱子在' + str(y) + '位置上--------')def BAN(self, y):'''香蕉在y的位置'''print('--------香蕉在' + str(y) + '位置上--------')def OVER(self, x):'''x被挂在天花版上'''print('--------' + str(x) + '被挂在天花版上--------')def EMPTY(self, x):'''x手中是空的'''print('--------' + str(x) + '手中是空的--------')def HOLD(self, x, z):'''x拿着z'''print('--------' + str(x) + '拿着' + str(z) + '--------')def ON(self, x, w):'''x在w上面'''print('--------' + str(x) + '在' + str(w) + '的上面--------')def NOT_ON(self, x, w):'''x不在w的上面'''print('--------' + str(x) + '不在' + str(w) + '的上面--------')def monkeyGoBox(self):''' GOTO(x,y)：从x处走到y处 '''self.iStep = self.iStep + 1if self.monky != self.box:''' 猴子与箱子不在同一位置 '''print('step' + str(self.iStep) + ': monkey从位置' + str(self.monky) + '走到位置' + str(self.box))if self.monbox < 0:self.AT(self.monkyName, self.box)else:''' 猴子与箱子在同一位置 '''print('step' + str(self.iStep) + ': monkey在位置' + str(self.monky) + ', box在位置' + str(self.box) + \',猴子已经在箱子处')def monkeyMoveBox(self):''' PUSH(x,y)：把箱子从x处推到y处 '''self.iStep = self.iStep + 1if self.box != self.banana:''' 箱子与香蕉不在同一位置 '''print('step' + str(self.iStep) + ': monkey把箱子从位置' + str(self.box) + '运到位置' + str(self.banana))self.AT(self.monkyName, self.banana)self.AT(self.boxName, self.banana)else:''' 箱子与香蕉在同一位置 '''print('step' + str(self.iStep) + ': box在位置' + str(self.box) + ', banana在位置' + str(self.banana), \', 箱子已在香蕉处')def monkeyOnBox(self):''' CLIMB(x)：从x处爬上箱子 '''self.iStep = self.iStep + 1print('step' + str(self.iStep) + ': monkey从位置' + str(self.banana) + '处爬上箱子')self.ON(self.monkyName, self.boxName)self.monbox = 1def monkeyGetBanana(self):''' GET(x):从x处得到香蕉 '''self.iStep = self.iStep + 1print('step' + str(self.iStep) + ': monkey从位置' + str(self.banana) + '处摘到香蕉')self.HOLD(self.monkyName, self.bananaName)def doWork(self):''' main '''self.monkeyGoBox()self.monkeyMoveBox()self.monkeyOnBox()self.monkeyGetBanana()# 只在当前文件作为脚本直接执行时运行，被其他脚本调用时不执行
if __name__ == '__main__':monkey = input("请输入猴子位置：")banana = input("请输入香蕉位置：")box = input("请输入箱子位置：")# 创建对象p = predicate(monkey, banana, box, -1)print('初始位置信息：')p.displayInit()print('操作步骤如下：')#请用最少步骤完成猴子摘香蕉任务###########开始#############p.doWork()print('最终位置信息：')p.displayFinal()

结果：