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import copy
class Puzzle8:
def __init__(self, estado_inicial, estado_final, metodo_utilizado):
self.estado_final = estado_final
self.estado_inicial = estado_inicial
self.nodos_abertos = []
self.nodos_fechados = []
self.proximo_nodo = []
self.nodo_da_vez = []
self.metodo_utilizado = metodo_utilizado
def get_estado_final(self):
return self.estado_final
def set_estado_final(self, estado_final):
self.estado_final = estado_final
def get_estado_inicial(self):
return self.estado_inicial
def set_estado_inicial(self, estado_inicial):
self.estado_inicial = estado_inicial
def get_metodo_utilizado(self):
return self.metodo_utilizado
def get_nodos_abertos(self):
return self.nodos_abertos
def set_nodos_abertos(self, nodos_abertos):
self.nodos_abertos = nodos_abertos
def get_nodos_fechados(self):
return self.nodos_fechados
def set_nodos_fechados(self, nodos_fechados):
self.nodos_fechados = nodos_fechados
def get_nodo_da_vez(self):
return self.nodo_da_vez
def set_nodo_da_vez(self, nodo):
self.nodo_da_vez = nodo
def tem_abertos(self):
return len(self.get_nodos_abertos()) > 0
def get_total_nodos_abertos(self):
return len(self.get_nodos_abertos())
def get_total_nodos_fechados(self):
return len(self.get_nodos_fechados())
def menor_custo_abertos(self):
self.nodo_da_vez = self.get_nodos_abertos()[0][len(self.nodos_abertos[0]) - 1]
return self.nodo_da_vez
def eh_nodo_objetivo(self, nodo_da_vez):
return nodo_da_vez == self.get_estado_final()
def resultado(self):
return self.get_nodo_da_vez()
def tamanho_do_caminho_final(self):
return self.get_nodo_da_vez()[1]
def esta_em_nodos_abertos(self, nodo_filho):
if len(self.get_nodos_abertos()) == 0:
return False
for i in range(len(self.get_nodos_abertos())):
if nodo_filho in self.get_nodos_abertos()[i][0][len(self.get_nodos_abertos()[i][0]) - 1]:
return True
return False
def esta_em_nodos_fechados(self, nodo_filho):
if len(self.nodos_fechados) == 0:
return False
for i in range(len(self.get_nodos_fechados())):
if nodo_filho in self.get_nodos_fechados()[i][0][len(self.get_nodos_fechados()[i][0]) - 1]:
return True
return False
def extrai_nodo_da_vez(self):
nodos_abertos = self.get_nodos_abertos()
nodo_da_vez = nodos_abertos[0]
nodos_abertos.pop(0)
self.set_nodos_abertos(nodos_abertos)
self.set_nodo_da_vez(nodo_da_vez)
def atribui_custos_ao_nodo(self, nodo_filho):
metodo = self.get_metodo_utilizado()
caminho = copy.deepcopy(self.get_nodo_da_vez())
caminho[0].append(nodo_filho)
caminho[1] += 1
caminho[3] += 1
if metodo == 0:
heuristica = 0
else:
if metodo == 1:
heuristica = self.calcula_heuristica_simples(nodo_filho)
caminho[2] = heuristica
caminho[3] = caminho[1] + heuristica
else:
heuristica = self.calcula_heuristica_precisa(nodo_filho)
caminho[2] = heuristica
caminho[3] = caminho[1] + heuristica
vetor = 'Nivel: ' + str(caminho[1])
if len(caminho) == 4:
caminho.append(vetor)
else:
caminho.remove(caminho[4])
caminho.append(vetor)
return caminho
def calcula_heuristica_simples(self, nodo_filho):
final = self.get_estado_final()
heuristica = 0
for i in range(9):
if final[i] != 9 and final[i] != nodo_filho[i]:
heuristica += 1
return heuristica
def calcula_heuristica_precisa(self, nodo_filho):
matriz_diferenca = [
[0, 1, 2, 1, 2, 3, 2, 3, 4],
[1, 0, 1, 2, 1, 2, 3, 2, 3],
[2, 1, 0, 3, 2, 1, 4, 3, 2],
[1, 2, 3, 0, 1, 2, 1, 2, 3],
[2, 1, 2, 1, 0, 1, 2, 1, 2],
[3, 2, 1, 2, 1, 0, 3, 2, 1],
[2, 3, 4, 1, 2, 3, 0, 1, 2],
[3, 2, 3, 2, 1, 2, 1, 0, 1],
[4, 3, 2, 3, 2, 1, 2, 1, 0]
]
final = self.get_estado_final()
heuristica = 0
for i in range(9):
if final[i] != 9:
for j in range(9):
if nodo_filho[j] == final[i]:
diferenca = matriz_diferenca[i][j]
heuristica += diferenca
break
return heuristica
def gera_nodos_filhos(self, estado):
pai = estado
ordem = 0
for i in range(9):
if pai[i] == 9:
ordem = i
nodos_filhos = [
[
[pai[1], pai[0], pai[2], pai[3], pai[4], pai[5], pai[6], pai[7], pai[8]],
[pai[3], pai[1], pai[2], pai[0], pai[4], pai[5], pai[6], pai[7], pai[8]]
],
[
[pai[1], pai[0], pai[2], pai[3], pai[4], pai[5], pai[6], pai[7], pai[8]],
[pai[0], pai[2], pai[1], pai[3], pai[4], pai[5], pai[6], pai[7], pai[8]],
[pai[0], pai[4], pai[2], pai[3], pai[1], pai[5], pai[6], pai[7], pai[8]]
],
[
[pai[0], pai[2], pai[1], pai[3], pai[4], pai[5], pai[6], pai[7], pai[8]],
[pai[0], pai[1], pai[5], pai[3], pai[4], pai[2], pai[6], pai[7], pai[8]]
],
[
[pai[3], pai[1], pai[2], pai[0], pai[4], pai[5], pai[6], pai[7], pai[8]],
[pai[0], pai[1], pai[2], pai[4], pai[3], pai[5], pai[6], pai[7], pai[8]],
[pai[0], pai[1], pai[2], pai[6], pai[4], pai[5], pai[3], pai[7], pai[8]]
],
[
[pai[0], pai[4], pai[2], pai[3], pai[1], pai[5], pai[6], pai[7], pai[8]],
[pai[0], pai[1], pai[2], pai[4], pai[3], pai[5], pai[6], pai[7], pai[8]],
[pai[0], pai[1], pai[2], pai[3], pai[5], pai[4], pai[6], pai[7], pai[8]],
[pai[0], pai[1], pai[2], pai[3], pai[7], pai[5], pai[6], pai[4], pai[8]]
],
[
[pai[0], pai[1], pai[5], pai[3], pai[4], pai[2], pai[6], pai[7], pai[8]],
[pai[0], pai[1], pai[2], pai[3], pai[5], pai[4], pai[6], pai[7], pai[8]],
[pai[0], pai[1], pai[2], pai[3], pai[4], pai[8], pai[6], pai[7], pai[5]]
],
[
[pai[0], pai[1], pai[2], pai[6], pai[4], pai[5], pai[3], pai[7], pai[8]],
[pai[0], pai[1], pai[2], pai[3], pai[4], pai[5], pai[7], pai[6], pai[8]]],
[
[pai[0], pai[1], pai[2], pai[3], pai[7], pai[5], pai[6], pai[4], pai[8]],
[pai[0], pai[1], pai[2], pai[3], pai[4], pai[5], pai[7], pai[6], pai[8]],
[pai[0], pai[1], pai[2], pai[3], pai[4], pai[5], pai[6], pai[8], pai[7]]
],
[
[pai[0], pai[1], pai[2], pai[3], pai[4], pai[8], pai[6], pai[7], pai[5]],
[pai[0], pai[1], pai[2], pai[3], pai[4], pai[5], pai[6], pai[8], pai[7]]
]
]
return nodos_filhos[ordem]
def coloca_em_abertos(self, caminho):
nodos_abertos = self.get_nodos_abertos()
if len(nodos_abertos) > 0:
posicao = 0
for nodo in nodos_abertos:
if caminho[3] <= nodo[3]:
nodos_abertos.insert(posicao, caminho)
break
else:
if posicao == (len(nodos_abertos) - 1):
nodos_abertos.append(caminho)
break
posicao += 1
else:
nodos_abertos.append(caminho)
self.set_nodos_abertos(nodos_abertos)
def avalia_substituicao_em_abertos(self, nodo_filho):
for i in range(len(self.get_nodos_abertos())):
if nodo_filho in self.get_nodos_abertos()[i][0][len(self.get_nodos_abertos()[0][i]) - 1] == nodo_filho:
custo_total_nodo_em_abertos = self.get_nodos_abertos()[i][3]
caminho = self.atribui_custos_ao_nodo(nodo_filho)
custo_total_nodo_filho = self.atribui_custos_ao_nodo(nodo_filho)[3]
if custo_total_nodo_em_abertos <= custo_total_nodo_filho:
break
else:
caminho_custoso = self.nodos_abertos.pop(i)
self.nodos_fechados.append(caminho_custoso)
self.coloca_em_abertos(caminho)
break
def avalia_substituicao_fechados(self, nodo_filho):
for i in range(len(self.get_nodos_fechados())):
if nodo_filho in self.get_nodos_fechados()[i][len(self.get_nodos_fechados()[0][i]) - 1]:
custo_total_nodo_em_fechados = self.get_nodos_fechados()[i][3]
caminho = self.atribui_custos_ao_nodo(nodo_filho)
custo_total_nodo_filho = self.atribui_custos_ao_nodo(nodo_filho)[3]
if custo_total_nodo_em_fechados <= custo_total_nodo_filho:
break
else:
self.nodos_fechados.pop(i)
self.coloca_em_abertos(caminho)
break
def retira_de_nodo_da_vez_coloca_em_fechados(self, nodo_da_vez):
self.nodos_fechados.append(nodo_da_vez)