Problema del 8

Problema del 8-puzzle
Representación en LISP
1
Ejemplo A, (1/4)
;;; EJEMPLO DE REPRESENTACION DE UN
PROBLEMA (sin variables)
(setf *estado0* '((0 1) (1 2) (2 3)
(3 4) (4 NIL) (5 5)
(6 6) (7 7) (8 8)))
(setf *problema-8-puzle*
'(:8-puzle
(:estado-inicial *estado0*)
(:operadores
(:mueve-arriba
(:accion #'mueve-arriba))
(:mueve-abajo
(:accion #'mueve-abajo))
(:mueve-izquierda
(:accion #'mueve-izquierda))
(:mueve-derecha
(:accion #'mueve-derecha)))
(:estados-objetivo #'reconoce)))
2
1
Ejemplo A, (2/4)
(defun reconoce (estado)
(equal estado '((0 1) (1 2) (2 3)
(3 4) (4 8) (5 5)
(6 6) (7 7) (8 NIL))))
(defun posible-mover-arriba-p (estado)
(let ((posicion (posicion NIL estado)))
(not (member posicion '(0 1 2)))))
(defun posible-mover-abajo-p (estado)
(let ((posicion (posicion NIL estado)))
(not (member posicion '(6 7 8)))))
(defun posible-mover-izquierda-p (estado)
(let ((posicion (posicion NIL estado)))
(not (member posicion '(0 3 6)))))
(defun posible-mover-derecha-p (estado)
(let ((posicion (posicion NIL estado)))
(not (member posicion '(2 5 8)))))
3
Ejemplo A, (3/4)
(defun mueve-arriba (estado)
(if (posible-mover-arriba-p estado)
(let* ((nuevo-estado
(copy-tree estado))
(posicion-vacia
(posicion NIL
nuevo-estado))
(posicion-arriba
(- posicion-vacia 3))
(ficha-arriba
(ficha posicion-arriba
nuevo-estado)))
(coloca posicion-arriba NIL
nuevo-estado)
(coloca posicion-vacia
ficha-arriba
nuevo-estado)
nuevo-estado)))
;;; Análogos mueve-abajo, mueve-izquierda
;;; y mueve-derecha
4
2
Ejemplo A, (4/4)
(defun posicion (ficha estado)
(first (first
(member ficha estado
:test
#'(lambda (x y)
(eql x
(second y)))))))
(defun coloca (posicion ficha estado)
(setf (second (nth posicion estado))
ficha))
(defun ficha (posicion estado)
(second (nth posicion estado)))
5
Ejemplo B, (1/6)
;;; EJEMPLO DE REPRESENTACION DE UN
;;; PROBLEMA (con variables)
(setf *estado0* '((0 1) (1 2) (2 3)
(3 4) (4 NIL) (5 5)
(6 6) (7 7) (8 8)))
(setf *problema-8-puzle*
'(:8-puzle
(:estado-inicial *estado0*)
(:operadores
(:mueve
(:variables
(direccion
'(arriba abajo derecha izquierda)))
(:accion #'mueve)))
(:estados-objetivo #'reconoce)))
6
3
Ejemplo B, (2/6)
(defun reconoce (estado)
(equal estado '((0 1) (1 2) (2 3)
(3 4) (4 8) (5 5)
(6 6) (7 7) (8 NIL))))
(defun posible-mover-p (direccion estado)
(cond ((eql direccion 'arriba)
(posible-mover-arriba-p estado))
((eql direccion 'abajo)
(posible-mover-abajo-p estado))
((eql direccion 'izquierda)
(posible-mover-izquierda-p
estado))
((eql direccion 'derecha)
(posible-mover-derecha-p
estado))))
(defun posible-mover-arriba-p (estado)
(let ((posicion (posicion NIL estado)))
(not (member posicion '(0 1 2)))))
;;; Análogo para posible-mover-abajo-p,
;;; posible-mover-izquierda-p y posible-moverderecha-p
7
Ejemplo B, (3/6)
(defun mueve (direccion estado)
(if (posible-mover-p direccion estado)
(let* ((nuevo-estado
(copy-tree estado))
(posicion-vacia
(posicion NIL
nuevo-estado))
(posicion-nueva
(nueva-posicion
direccion
posicion-vacia))
(ficha-nueva
(ficha posicion-nueva
nuevo-estado)))
(coloca posicion-nueva NIL
nuevo-estado)
(coloca posicion-vacia ficha-nueva
nuevo-estado)
nuevo-estado)))
8
4
Ejemplo B, (4/6)
(defun nueva-posicion (direccion
posicion-vacia)
(cond ((eql direccion 'arriba)
(- posicion-vacia 3))
((eql direccion 'abajo)
(+ posicion-vacia 3))
((eql direccion 'izquierda)
(- posicion-vacia 1))
((eql direccion 'derecha)
(+ posicion-vacia 1))))
(defun posicion (ficha estado)
(first (first
(member ficha estado
:test
#'(lambda (x y)
(eql x
(second y)))))))
9
Ejemplo B, (5/6)
(defun coloca (posicion ficha estado)
(setf (second (nth posicion estado))
ficha))
(defun ficha (posicion estado)
(second (nth posicion estado)))
;;; REPRESENTACION CON ESTRUCTURAS DE LISP
(defstruct problema
nombre
estado-inicial
operadores
test-objetivo)
(defstruct operador
nombre
accion
(variables nil))
10
5
Ejemplo B, (6/6)
(setf *operadores*
(list
(make-operador
:nombre 'mueve-arriba
:accion #'mueve-arriba)
(make-operador
:nombre 'mueve-abajo
:accion #'mueve-abajo)
(make-operador
:nombre 'mueve-derecha
:accion #'mueve-derecha)
(make-operador
:nombre 'mueve-izquierda
:accion #'mueve-izquierda)))
(setf *problema-8-puzle*
(make-problema
:nombre '8-puzle
:estado-inicial *estado0*
:operadores *operadores*
:estados-objetivo #'reconoce))
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6