树搜索程序通常包括以下步骤:
选择(Selection)
从根节点开始,根据某种策略(如UCB公式)选择出一个最急迫需要被拓展的节点。
如果所有可行动作都已经被拓展过,则使用UCB公式计算子节点的UCB值,并选择UCB值最大的子节点。
如果存在未拓展的子节点,则选择该节点作为目标节点,并找出其未拓展的动作。
如果节点游戏已经结束,则直接进行下一步。
拓展(Expansion)
对选择出的节点进行拓展,生成新的子节点。
对于每个可能的动作,创建一个新的子节点,并将其与父节点连接。
模拟(Simulation)
从拓展出的新节点开始,执行一次随机模拟(也称为蒙特卡洛模拟)。
模拟过程直到游戏结束,记录模拟结果(如胜负)。
反向传播(Backpropagation)
根据模拟结果,更新从根节点到目标节点的路径上所有节点的评分和信息。
更新节点的被访问次数和其他相关统计数据。
示例代码(蒙特卡洛树搜索)
```python
import random
class TreeNode:
def __init__(self, val=0, left=None, right=None):
self.val = val
self.left = left
self.right = right
self.visits = 0
self.score = 0
def ucb(node):
return node.score + C * math.sqrt(math.log(total_visits) / node.visits)
def mcts(root, iters):
total_visits = 0
for _ in range(iters):
node = root
if node.visits == 0:
node.score = 0
else:
node.score = node.score / node.visits
while node.left or node.right:
if node.left and (node.right is None or ucb(node.left) > ucb(node.right)):
node = node.left
else:
node = node.right
if node.left:
node.score += 1
else:
node.visits += 1
node.score = 0
total_visits += 1
return node
示例使用
root = TreeNode(0)
root.left = TreeNode(1)
root.right = TreeNode(2)
root.left.left = TreeNode(3)
root.left.right = TreeNode(4)
best_node = mcts(root, 1000)
print("Best move:", best_node.val)
```
示例代码(二叉搜索树)
```python
class TreeNode:
def __init__(self, val=0, left=None, right=None):
self.val = val
self.left = left
self.right = right
def insert(root, val):
if root is None:
return TreeNode(val)
if val < root.val:
root.left = insert(root.left, val)
else:
root.right = insert(root.right, val)
return root
def search(root, val):
if root is None or root.val == val:
return root
if val < root.val:
return search(root.left, val)
return search(root.right, val)
示例使用
root = TreeNode(50)
insert(root, 30)
insert(root, 70)
insert(root, 20)
insert(root, 40)
insert(root, 60)
insert(root, 80)
result = search(root, 40)
if result:
print("Found:", result.val)
else:
print("Not found")
```
这些步骤和代码示例展示了树搜索程序的基本流程和实现方法。根据具体应用场景的不同,树搜索算法(如蒙特卡洛树搜索和二叉搜索树)会有所调整。