جست وجوی ابتکاری با حافظه محدود

جست وجوی ابتکاری با حافظه محدود

 جست وجوی ابتکاری با حافظه محدود از دیگر استراتژی های جست وجوی آگاهانه میباشد و الگوریتم های مختلفی با خصوصیات آن طراحی شده اند، از جمله: *IDA ، جست وجوی بازگشتی اول- بهترین (RBFS) و *MA و *SMA و ... .

الگوریتم های جست وجوی ابتکاری با حافظه محدود:

♦ الگوریتم جست وجوی A* تعمیق تکراری (*IDA)

ساده ترین روش برای کاهش فضای مورد نیاز A*، پذیرفتن ایده ی "تعمیق تکراری" در زمینه جست وجوی ابتکاری است که منجر به الگوریتم A* تعمیق تکراری میشود (IDA*) .تفاوت عمده بین IDA* و تعمیق تکراری استاندارد این است که مقدار برش مورد استفاده، به جای اینکه برابر عمق باشد، برابر با هزینه f با مقدار (g+h) است. در هر تکرار مقدار برش برابر با کمترین هزینه f مربوط به تمام گره هایی است که از برش تکرار قبلی بیشتر شده باشد. IDA* برای بسیاری از مسئله هایی که هزینه هر مرحله آن یک واحد است، مناسب است و سربارهای ناشی از مرتب نگه داشتن گره ها را ایجاد نمیکند. این روش نیز مانند "جست وجوی با هزینه یکسان " با هزینه هایی که مقدار آنها حقیقی است مشکل دارد.

 

♦ الگوریتم جست وجوی بازگشتی اول- بهترین (RBFS) 

جست وجوی بازگشتی اول- بهترین (RBFS) یک الگوریتم ساده بازگشتی است که سعی میکند عملکرد "جست وجوی اول – بهترین استاندارد" را تقلید کند ولی فقط از فضای خالی استفاده میکند.ساختار این الگوریتم شبیه جست وجوی عمقی بازگشتی است، اما به جای اینکه در مسیر فعلی بطور بی نهایت به سمت پایین بیاید، برای نگهداری مقدارf مربوط به بهترین مسیرآلترناتیوی که از هر جد گره فعلی وجود دارد، از متغیری استفاده میکند. اگر گره فعلی از این حد تجاوز کند بازگشتی به عقب برمیگردد تا مسیر دیگری را طی کند. RBFS هنگام بازگشت از بازگشتی ها، به جای مقدار f مربوط به هر گره موجود در این مسیر، یک مقدار پشتیبان را قرار میدهد، که برابر با "بهترین مقدار f" مربوط به فرزندانش است. به این ترتیب RBFS مقدار f مربوط به بهترین برگ موجود در زیردرخت فراموش شده را به یاد دارد ودر نتیجه میتواند تصمیم بگیرد که آیا ارزش آن را دارد که این زیر درخت در آینده دوباره بسط داده شود یا خیر.

RBFS تا حدی کارآمد تر ازIDA* است، اما هنوز دارای این عیب است که گره های زیادی تولید میکند.

همچون جست وجوی درختی A* ، الگوریتم RBFS یک الگوریتم بهینه است. اگر تابع ابتکاری h(n) قابل قبول باشد، پیچیدگی فضای آن برحسب عمق عمیق ترین جواب بهینه، خطی است، اما مشخص کردن پیچیدگی زمانی آن بسیار دشوار است، پیچیدگی زمانی آن به دقت تابع ابتکاری و چگونگی تغیر بهترین مسیر در اثر بسط گره ها بستگی دارد.

 

♦ الگوریتم جست وجوی *SMA

استفاده از تمام حافظه ی موجود، منطقی به نظر میرسد. دو الگوریتمی که این کار را انجام میدهند، عبارتند از: MA*  (با *Aحافظه محدود) و MA*) SMA* ساده شده) .

SMA* درست مثل A* عمل میکند، بطوریکه بهترین برگ را بسط میدهد تا حافظه پر شود. وقتی حافظه پر شد نمیتواند بدون حذف گره ای از درخت جستوجو گره جدیدی به آن اضافه کند، SMA* همیشه بدترین برگ را از درخت جست وجو حذف میکند، و بدترین برگ، گره برگی است که مقدار f آن بیشترین مقدار را دارد.

SMA* در صورتی کامل است که جوابی داشته باشد که بتوان به ان دست یافت یعنی d، یعنی عمق عمیق ترین گره هدف کمتر از اندازه حافظه باشد.

SMA* در صورتی بهینه است که دارای جواب بهینه قابل دسترس باشد. وگرنه بهترین جواب قابل دسترس را برمیگرداند.