Tarea 4

Cubo rubik.py

@@ -0,0 +1,264 @@
+class CuboRubik:
+    def __init__(self):
+        # Cada cara del cubo se representa como una matriz de 3x3
+        # Cada elemento de la matriz es un color, por ejemplo 'R' para rojo, 'G' para verde, etc.
+        self.cara_frontal = [['B' for _ in range(3)] for _ in range(3)]  # Rojo
+        self.cara_izquierda = [['O' for _ in range(3)] for _ in range(3)]  # Naranja
+        self.cara_derecha = [['R' for _ in range(3)] for _ in range(3)]  # Verde
+        self.cara_trasera = [['G' for _ in range(3)] for _ in range(3)]  # Blanco
+        self.cara_superior = [['Y' for _ in range(3)] for _ in range(3)]  # Amarillo
+        self.cara_inferior = [['W' for _ in range(3)] for _ in range(3)]  # Azul
+
+        # self.cara_frontal = [['A','B','C'],['D','F','G'],['H','I','J']]
+        # self.cara_izquierda = [['1x','2x','3x'],['4x','5x','6x'],['7x','8x','9x']]
+        # self.cara_derecha = [['1y','2y','3y'],['4y','5y','6y'],['7y','8y','9y']]
+        # self.cara_trasera = [['a','b','c'],['d','f','g'],['h','i','j']]
+        # self.cara_superior = [['1z','2z','3z'],['4z','5z','6z'],['7z','8z','9z']]
+        # self.cara_inferior = [['1w','2w','3w'],['4w','5w','6w'],['7w','8w','9w']]
+
+    # Pretty print provisional que imprime cada matriz (cara) del cubo
+    def notSoPrettyPrint(self):
+        print("\nCara Frontal:")
+        for fila in self.cara_frontal:
+            print(' '.join(fila))
+        print("\nCara Izquierda:")
+        for fila in self.cara_izquierda:
+            print(' '.join(fila))
+        print("\nCara Derecha:")
+        for fila in self.cara_derecha:
+            print(' '.join(fila))       
+        print("\nCara Trasera:")
+        for fila in self.cara_trasera:
+            print(' '.join(fila)) 
+        print("\nCara Superior:")
+        for fila in self.cara_superior:
+            print(' '.join(fila))       
+        print("\nCara Inferior:")
+        for fila in self.cara_inferior:
+            print(' '.join(fila))
+
+
+    # Método para rotar una cara del cubo 90° en sentido horario
+    # Por ejemplo, si tenemos
+    # 1 2 3
+    # 4 5 6
+    # 7 8 9
+    # después de rotarla, debería quedar
+    # 7 4 1
+    # 8 5 2
+    # 9 6 3
+    def rotar_cara(self, cara):
+        if cara == 'frontal':
+            self.cara_frontal = [list(x) for x in zip(*self.cara_frontal[::-1])]
+        elif cara == 'izquierda':
+            self.cara_izquierda = [list(x) for x in zip(*self.cara_izquierda[::-1])]
+        elif cara == 'derecha':
+            self.cara_derecha = [list(x) for x in zip(*self.cara_derecha[::-1])]
+        elif cara == 'trasera':
+            self.cara_trasera = [list(x) for x in zip(*self.cara_trasera[::-1])]        
+        elif cara == 'superior':
+            self.cara_superior = [list(x) for x in zip(*self.cara_superior[::-1])]
+        elif cara == 'inferior':
+            self.cara_inferior = [list(x) for x in zip(*self.cara_inferior[::-1])]
+        else:
+            print("Cara no válida")
+
+    # Método que con una cara dada, llama a la función rotar_cara con la cara dada
+    # y luego mueve las piezas adyacentes a esa cara. Es básicamente para manejar
+    # las piezas adyacentes.
+    # Por ejemplo, si movemos la cara frontal, las piezas adyacentes a la cara frontal
+    # deben moverse a la derecha, arriba, izquierda y abajo
+    def mover(self, movimiento):
+        if movimiento == 'F':
+            self.rotar_cara('frontal')
+
+            temp = [self.cara_izquierda[i][2] for i in range(3)] #guarda la columna derecha de la cara izquierda  
+            temp2 = [self.cara_derecha[i][0] for i in range(3)] #guarda la columna izquierda de la cara derecha
+            temp3 = self.cara_superior[2][:] #guarda la fila inferior de la cara superior
+            temp4 = self.cara_inferior[0][:] #guarda la fila superior de la cara inferior
+
+            # print("columna derecha de la cara izquierda - temp3: ",temp3)
+            # print("columna izquierda de la cara derecha - temp4: ",temp4)
+            # print("fila inferior de la cara superior - temp: ",temp)
+            # print("fila superior de la cara inferior - temp2: ",temp2)
+
+            # Cambia la cara superior
+            for i in range(3):
+                self.cara_superior[2][i] = temp[::-1][i]
+            # Cambia la cara inferior
+            for i in range(3):
+                self.cara_inferior[0][i] = temp2[::-1][i]
+            # Cambia la cara izquierda
+            for i in range(3):
+                self.cara_izquierda[i][2] = temp4[i] 
+            # Cambia la cara derecha
+            for i in range(3):
+                self.cara_derecha[i][0] = temp3[i]
+
+        elif movimiento == 'L':
+            self.rotar_cara('izquierda')
+
+            temp = [self.cara_frontal[i][0] for i in range(3)] #guarda la columna izquierda de la cara frontal
+            temp2 = [self.cara_trasera[i][2] for i in range(3)] #guarda la columna derecha de la cara trasera
+            temp3 = [self.cara_superior[i][0] for i in range(3)] #guarda la columna izquierda de la cara superior
+            temp4 = [self.cara_inferior[i][0] for i in range(3)] #guarda la columna izquierda de la cara inferior
+
+            # print("columna izquierda de la cara frontal - temp: ",temp)
+            # print("columna derecha de la cara trasera - temp2: ",temp2)
+            # print("columna izquierda de la cara superior - temp3: ",temp3)
+            # print("columna izquierda de la cara inferior - temp4: ",temp4)
+
+            # Cambia la cara superior
+            for i in range(3):
+                self.cara_superior[i][0] = temp2[::-1][i] 
+            # Cambia la cara inferior
+            for i in range(3):
+                self.cara_inferior[i][0] = temp[i]
+            # Cambia la cara frontal
+            for i in range(3):
+                self.cara_frontal[i][0] = temp3[i]
+            # Cambia la cara trasera
+            for i in range(3):
+                self.cara_trasera[i][2] = temp4[::-1][i]
+
+        elif movimiento == 'R':
+            self.rotar_cara('derecha')
+
+            temp = [self.cara_frontal[i][2] for i in range(3)] #guarda la columna derecha de la cara frontal
+            temp2 = [self.cara_trasera[i][0] for i in range(3)] #guarda la columna izquierda de la cara trasera
+            temp3 = [self.cara_superior[i][2] for i in range(3)] #guarda la columna derecha de la cara superior
+            temp4 = [self.cara_inferior[i][2] for i in range(3)] #guarda la columna derecha de la cara inferior
+
+            # print("columna derecha de la cara frontal - temp: ",temp)
+            # print("columna izquierda de la cara trasera - temp2: ",temp2)
+            # print("columna derecha de la cara superior - temp3: ",temp3)
+            # print("columna derecha de la cara inferior - temp2: ",temp4)
+
+            # Cambia la cara superior
+            for i in range(3):
+                self.cara_superior[i][2] = temp[i]
+            # Cambia la cara inferior
+            for i in range(3):
+                self.cara_inferior[i][2] = temp2[::-1][i]
+            # Cambia la cara frontal
+            for i in range(3):
+                self.cara_frontal[i][2] = temp4[i]
+            # Cambia la cara trasera
+            for i in range(3):
+                self.cara_trasera[i][0] = temp3[::-1][i]
+
+        elif movimiento == 'B':
+            self.rotar_cara('trasera')
+
+            temp = [self.cara_izquierda[i][0] for i in range(3)] #guarda la columna izquierda de la cara izquierda
+            temp2 = [self.cara_derecha[i][2] for i in range(3)] #guarda la columna derecha de la cara derecha
+            temp3 = self.cara_superior[0][:] #guarda la fila superior de la cara superior
+            temp4 = self.cara_inferior[2][:] #guarda la fila inferior de la cara inferior
+
+            # print("columna izquierda de la cara izquierda - temp: ",temp)
+            # print("columna derecha de la cara derecha - temp2: ",temp2)
+            # print("fila superior de la cara superior - temp3: ",temp3)
+            # print("fila inferior de la cara inferior - temp4: ",temp4)
+
+            # Cambia la cara superior
+            for i in range(3):
+                self.cara_superior[0][i] = temp2[i]
+            # Cambia la cara inferior
+            for i in range(3):
+                self.cara_inferior[2][i] = temp[i]
+            # Cambia la cara izquierda
+            for i in range(3):
+                self.cara_izquierda[i][0] = temp3[::-1][i]
+            # Cambia la cara derecha
+            for i in range(3):
+                self.cara_derecha[i][2] = temp4[::-1][i]
+
+        elif movimiento == 'U':
+            self.rotar_cara('superior')
+
+            temp = self.cara_frontal[0][:] #guarda la fila superior de la cara frontal
+            temp2 = self.cara_izquierda[0][:] #guarda la fila superior de la cara izquierda
+            temp3 = self.cara_derecha[0][:] #guarda la fila superior de la cara derecha
+            temp4 = self.cara_trasera[0][:] #guarda la fila superior de la cara trasera
+
+            # print("fila superior de la cara frontal - temp: ",temp)
+            # print("fila superior de la cara izquierda - temp2: ",temp2)
+            # print("fila superior de la cara derecha - temp3: ",temp3)
+            # print("fila superior de la cara trasera - temp4: ",temp4)
+
+            # Cambia la cara izquierda
+            for i in range(3):
+                self.cara_izquierda[0][i] = temp[i]
+            # Cambia la cara derecha
+            for i in range(3):
+                self.cara_derecha[0][i] = temp4[i]
+            # Cambia la cara frontal
+            for i in range(3):
+                self.cara_frontal[0][i] = temp3[i]
+            # Cambia la cara trasera
+            for i in range(3):
+                self.cara_trasera[0][i] = temp2[i]
+
+        elif movimiento == 'D':
+            self.rotar_cara('inferior')
+
+            temp = self.cara_frontal[2][:] #guarda la fila inferior de la cara frontal
+            temp2 = self.cara_izquierda[2][:] #guarda la fila inferior de la cara izquierda
+            temp3 = self.cara_derecha[2][:] #guarda la fila inferior de la cara derecha
+            temp4 = self.cara_trasera[2][:] #guarda la fila inferior de la cara trasera
+
+            # print("fila inferior de la cara frontal - temp: ",temp)
+            # print("fila inferior de la cara izquierda - temp2: ",temp2)
+            # print("fila inferior de la cara derecha - temp3: ",temp3)
+            # print("fila inferior de la cara trasera - temp4: ",temp4)
+
+            # Cambia la cara izquierda
+            for i in range(3):
+                self.cara_izquierda[2][i] = temp4[i]
+            # Cambia la cara derecha
+            for i in range(3):
+                self.cara_derecha[2][i] = temp[i]
+            # Cambia la cara frontal
+            for i in range(3):
+                self.cara_frontal[2][i] = temp2[i]
+            # Cambia la cara trasera
+            for i in range(3):
+                self.cara_trasera[2][i] = temp3[i]
+
+cubo = CuboRubik()
+cubo.notSoPrettyPrint()
+
+cubo.mover('R')
+cubo.mover('R')
+cubo.mover('R')
+cubo.mover('U')
+cubo.mover('U')
+cubo.mover('U')
+
+print("\nEstado inicial:")
+cubo.notSoPrettyPrint()
+
+cubo.mover('U')
+cubo.mover('R')
+
+print("\nCubo arreglado despues de girar U y R:")
+cubo.notSoPrettyPrint()
+
+
+    # """
+    # Esta heurística es sobre el tiempo usando el camión máximo posible y 
+    # luego caminando. Es admisible porque asume el mejor escenario posible con el camión.
+
+    # """
+    # #problema = nodo.problema
+    # N = nodo.problema.N
+    # x_actual = nodo.estado[0]
+    # if x_actual >= N:
+    #     return 0
+    # k = 0
+    # while x_actual * (2 ** (k + 1)) <= N:
+    #     k += 1
+    # tiempo_camion = 2 * k
+    # nueva_x = x_actual * (2 ** k)
+    # restante = N - nueva_x
+    # return tiempo_camion + restante

README.md

@@ -16,7 +16,7 @@ y conjuntos (como estructura de datos).
 
 ## Instrucciones:
 
-1. En el archivo `busquedas.py` se encuentra la clase abstracta `Problema` (para búsquedas), la clase `Nodo`, para la estructura de datos que nos ayudará en la búsqueda, así como ls 4 búsquedas no informadas más utilizadas: BFS, DFS, IDS y UCS. Estas búsquedas las vimos en clase y no vamos a repetir. 
+1. En el archivo `busquedas.py` se encuentra la clase abstracta `Problema` (para búsquedas), la clase `Nodo`, para la estructura de datos que nos ayudará en la búsqueda, así como las 4 búsquedas no informadas más utilizadas: BFS, DFS, IDS y UCS. Estas búsquedas las vimos en clase y no vamos a repetir. 
 
    En clase se dio un ejemplo de el uso de dichas búsquedas. Revisa y familiarizate con dichas clases y funciones. Si es necesario desarrolla un problema pequeñito para que las pruebes (el problema de los *misioneros y los canibales* es un ejemplo fácil de programar y fácil de aplicar).
 

busquedas.py

@@ -106,7 +106,9 @@ def __init__(self, estado, accion=None, padre=None, costo_local=0):
         Inicializa un nodo como una estructura
 
         """
+
         self.estado = estado
+        #self.estado = tuple(tuple(tuple(row) for row in cara) for cara in estado)
         self.accion = accion
         self.padre = padre
         self.costo = 0 if not padre else padre.costo + costo_local
@@ -125,6 +127,7 @@ def expande(self, modelo):
         return (
             Nodo(
                 modelo.sucesor(self.estado, a),
+                #tuple(tuple(tuple(row) for row in cara) for cara in modelo.sucesor(self.estado, a)),
                 a,
                 self,
                 modelo.costo_local(self.estado, a))
@@ -283,5 +286,27 @@ def busqueda_A_estrella(problema, heuristica):
     @return Un objeto tipo Nodo con la estructura completa
 
     """
-    raise NotImplementedError('Hay que hacerlo de tarea \
-                              (problema 2 en el archivo busquedas.py)')
+    raiz = Nodo(problema.x0)
+    frontera = []
+    heapq.heappush(frontera, (heuristica(raiz) + raiz.costo, raiz))  # f(n) = g(n) + h(n)
+    visitados = {problema.x0: 0}
+    #visitados = {raiz.estado: 0}
+
+    while frontera:
+        (_, nodo_actual) = heapq.heappop(frontera)
+
+        if problema.es_meta(nodo_actual.estado):
+            nodo_actual.nodos_visitados = problema.num_nodos    
+            return nodo_actual
+
+        for hijo in nodo_actual.expande(problema.modelo):
+            #nuevo_estado = tuple(tuple(tuple(row) for row in cara) for cara in hijo.estado)
+
+            g_n = hijo.costo 
+            h_n = heuristica(hijo)  
+            f_n = g_n + h_n 
+
+            if hijo.estado not in visitados or f_n < visitados[hijo.estado]:
+                visitados[hijo.estado] = f_n
+                heapq.heappush(frontera, (f_n, hijo))
+    return None

dos_botes.py

@@ -7,7 +7,7 @@
 Una pequeña aplicación de las búsquedas
 
 """
-__author__ = 'nombre del estudiante'
+__author__ = 'Georgina Salcido'
 
 
 import busquedas

ocho_puzzle.py

@@ -155,19 +155,19 @@ def probando(pos_ini):
     print(solucion)
     print("Explorando {} nodos\n\n".format(solucion.nodos_visitados))
 
-    # # ------- A* con h1 -----------
-    # print("---------- Utilizando A* con h1 -------------")
-    # problema = Ocho_puzzle(pos_ini)
-    # solucion = busquedas.busqueda_A_estrella(problema, h_1)
-    # print(solucion)
-    # print("Explorando {} nodos".format(solucion.nodos_visitados))
-
-    # # ------- A* con h2 -----------
-    # print("---------- Utilizando A* con h2 -------------")
-    # problema = Ocho_puzzle(pos_ini)
-    # solucion = busquedas.busqueda_A_estrella(problema, h_2)
-    # print(solucion)
-    # print("Explorando {} nodos".format(solucion.nodos_visitados))
+    # ------- A* con h1 -----------
+    print("---------- Utilizando A* con h1 -------------")
+    problema = Ocho_puzzle(pos_ini)
+    solucion = busquedas.busqueda_A_estrella(problema, h_1)
+    print(solucion)
+    print("Explorando {} nodos".format(solucion.nodos_visitados))
+
+    # ------- A* con h2 -----------
+    print("---------- Utilizando A* con h2 -------------")
+    problema = Ocho_puzzle(pos_ini)
+    solucion = busquedas.busqueda_A_estrella(problema, h_2)
+    print(solucion)
+    print("Explorando {} nodos".format(solucion.nodos_visitados))
 
 
 if __name__ == "__main__":