图形计算器之人工智能.docx

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1、图形计算器之人工智能 在接触CASIO公司的图形计算器Classpad 330的三个月里，我们通过研究发现Classpad的编程功能真的很强大，简直就是一个可以随身携带的Visual Basic语言编程器，同时，也是因为一次偶然的机会，在了解到iphone4s的siri语音控制功能给人们所带来的便利之后，我便有了编一个人工智能对话程序的想法。【探究目的】 利用图形计算器的编程功能，在机器上实现一个便利的人工智能对话程序，从而对计算机算法以及相关知识有一个深入的认识。【探究过程】说起人机智能对话，我最先想到的是这样一个简单的程序：Lbl r 设置循环点r Inputstr x, Hello! 输

2、入语句，保存至x变量 If x=m Then Print n 输出变量n Ifend Inputstr x,next talk? ,next talk Goto r 前往循环点r(其中m为预设问题，n为预设回答)通过判断输入问题是否与预设问题等价，来进行回答。有了这个基础，我便有了信心，开始扩大这个数据库的容量，而dt()这个子程序就是那个时期的产物。可是很快，我就遇到了困难，如果要实现日常的对话，这个数据库将会变得无比巨大，因为一旦有一个字符不同，系统便会无法判别，就连大小写甚至句末的空格、句号、问号等都要加以区分，实在是很麻烦，所以我便开发了如下的筛选化归程序段：Strlwr x,x 将字

3、符串x全部改成小写字母Strlen x,xl 测量字长保存至xl变量Chrtonum x,ui,xl ui取得末位字符对应的机内码If ui=32 or ui=44 or ui=46 or ui=33 or ui=63 32代表“空格”的机内码，44代表“句号”的机内码，以此类推Then Strleft x,xl-1,x x取得左起至xl-1的字符串Ifend于是乎，当你输入“how are you ”或“how are you?”或“How are you?”时，对于机内变量x，都是同一个问题“how are you”，这样就有效地节约了数据库的空间。然而随后，在使用的过程中，我又发现，数据

4、库再大，也还是有无法识别的问题，所以，我便想让它具有学习的功能，程序段如下：z=0 z变量起标志作用If x=mThenz=z+1Print nIfendIf x=m2If x=m3 以此类推就可以扩大数据库容量If z=0Then lp() 运行学习子程序(learning part)Ifend子程序段如下:q=0 q变量起标志作用If q=1 Then m1=x Inputstr n1 q=q+1 Return 返回主程序 IfendIf q=2Then m2=x Inputstr n2 q=q+1 Return Ifend If q=3 以此类推就可以扩大数据库容量这样，它就具有了学习的

5、功能。此时的程序已经趋于完善，可当我通过看说明书知道了Strleft这个函数的作用之后，顿时有了新的想法给对话程序加上“调用其他程序“的功能，程序段如下：计算：Strleft x,4,xt xt取得左起第4个字符之前的字符串If at=“calc”ThenStrmid x,6,xy xy取得左起第6个字符之后的字符串te=StrtoExp(xy) 将xy转换为表达式并计算ExptoStr te,ter 将te转换为字符串Print terIfend绘图： If xt=“draw”ThenStrmid x,6,xyDelVar f 删除变量fDefine f(x)=StrtoExp(xy) 定义

6、变量f为函数f(x)Clrgraph Drawgraph f(x) 画出f(x)的函数图象PauseIfend调用其他自制程序：Strleft x,5,xttIf xtt=“solve”ThenFc() 解一元二次方程程序ifend控制程序自身：If x=“bye”or “goodbye”ThenStop 程序结束IfendIf x=“pause”If x=“clear text”至此，程序的主体已经完成，再加上心情和体力这两项富有人性化的模块，和富有人性化的提示语，整个程序就算是完成了, 程序段大致如下：心情模块：a=Rand(1,100）Lbl ra=a-1If 75a100Then显示好

7、的回答Elseif 25a=75Then显示一般的回答Elseif a=25显示差的回答IfendGoto r体力模块：c=rand(1，50)Lbl rb=rand (0, 1)c=c-1If c0Then Print I am tired. PauseInput v,Want to talk more? (Input 1/0) if vb 体力耗尽后，每次都有50%的几率结束程序ThenPrint Sorry, I am really tired.Print “TALK END”StopIfendIfendGoto r【探究步骤】1. 开机后，按Menu键进入主菜单，如图：2. 找到Pro

8、gram模块，通过触摸笔单击的方式进入该模块，如图： 3. 单击左上角的下拉菜单，选择Variable Manager项，如图； 4. 单击左上角的Edit菜单，选择Create Folder项，如图： 5. 输入文件夹名称，单击OK，如图：6. 关闭Variable Manager，Folder下拉菜单中选择新建的文件夹进入，如图： 7. 单击上方左起第二个图标，输入主程序名称，单击OK，如图： 8. 单击上方左起第一个图标，输入主程序代码如下：DispText 显示文本框SetDecimal 设置为十进制rand(1,100)arand(1,50)cInputStr x,Hello!pri

9、nt Hello!Lbl rrand(0,1)bStrJoin - ,x,yprint yif c0thenprint I am tired. pauseinput v,Want to talk more? (input 1/0)if vbthenprint Sorry,I am really tired.print TALK END stopifendifendStrLwr x,xStrLen x,xlif xl=0thenPrint What do you want to say? goto rtifendChrToNum x,ui,xl if ui=32 or ui=44 or ui=4

10、6 or ui=33 or ui=63thenstrleft x,xl-1,xIfEndStrLeft x,4,xtif xt=calcthenStrMid x,6,xystrToExp(xy)teExpToStr te,terstrjoin The answer is ,ter,strrprint strrgoto rtifend StrLeft x,6,xtif xt=draw2dthenStrMid x,8,xyDelVar fdefine f(x)=strToExp(xy)Print I am drawing it.DrawGraph f(x)print Done!pausegoto

11、rtifend StrLeft x,5,xttif xtt=solvethenprint I am solving.fc()print Done!ExpToStr ua,uaExpToStr ub,ubStrJoin x=,ua,strr1StrJoin x=,ub,strr2Print strr1Print strr2goto rtifendStrLeft x,6,xtif xt=draw3dthenStrMid x,8,xyDelVar z14define z14(x,y)=strToExp(xy) 3D绘图Print I am drawing it.SelOn3D 14draw3dpri

12、nt Done!pausegoto rtifend lp()dt()lp2()lbl rta-1ac-1cinputstr x,next talk? ,next talkGoto r注意1：fc(),lp() , dt() , lp2()都为子程序，分别起学习数据库（输入），原始数据库，学习数据库(输出)的功能，代码中所涉及的所有语句都可以通过手动输入的方式“依样画葫芦”得到，也可以在上方的“Misc”、“I/O”、“Ctrl”菜单中找到。注意2： 计算器中赋值语句为“”而不是“=”。9. 同理，新建子程序fc,dt , lp， lp2及辅助程序pp，输入代码如下：dt：if x=i do n

13、ot want to say anything or x=886 or x=goodbye or x=byebye or x=byeThenprint So,goodbye!print TALK END Message Goodbye!StopIfEndif a75 and x=how are you or x=howre youthen print Im fine ,thank you.1kElseIf 25a75 and x=how are you or x=howre you 心情模块的体现Then print Im just so so.1k ElseIf a0 Then(-b+(ud

14、)/(2ua)ux(-b-(ud)/(2ua)uymessage liang jiePrintNatural ux,x1=PrintNatural uy,x2=IfEndIf ud=0 Then(-ub)/(2ua)uzmessage chong genPrintNatural uz,x1=x2=IfEndIf ud0 then(-ub+(ud)/(2ua)ua(-ub-(ud)/(2ua)ubmessage xv genPrintNatural ua,x1=PrintNatural ub,x2=ifendreturnlp:0kif x=m1thenprint n11kifendif x=m2

15、thenprint n21kifendif x=m3thenprint n31kifendif x=m4thenprint n41kifendif x=m5thenprint n51kifendif x=m6thenprint n61kifend 以此类推，程序便获得了100句的记忆力if x=m100thenprint n1001kifendReturnLp2:if k=0 thenprint I cannot understand.print Please teach me.If q=1thenxm1inputstr n1,Please teach me.The answer?q+1qRe

16、turnifendIf q=2thenxm2inputstr n2,Please teach me.The answer?q+1qReturnifendIf q=3thenxm3inputstr n3,Please teach me.The answer?q+1qReturnifendIf q=4thenxm4inputstr n4,Please teach me.The answer?q+1qReturnifendIf q=5thenxm5inputstr n5,Please teach me.The answer?q+1qReturnIfend 以此类推，程序便获得了100句的记忆力If

17、q=100thenxm100inputstr n100,Please teach me.The answer?1qReturnifendIfEndreturnpp:0m10m20m30m40m5 以此类推0m960m970m980m990m1000n10n20n30n40n5 以此类推0n970n980n990n1001q0a0b0c10. 运行辅助程序pp，如图：11. 运行主程序，就可以实现智能对话以及各种各样的调用功能了，如图： 【探究反思&总结】1. classpad330没有数组变量功能，这是最大的遗憾。因为如果有了数组变量，就可以利用For to语句，以空格为标志，分割各个单词，过

18、滤掉“please”之类无意义的词汇，抓关键词回答问题，甚至还可以具有统计词频的功能，从而实现更加高级的人工智能，达到目前市面上成熟的人机对话程序的水平。然而，终究没有数组变量，所以只能成为泡影。2. classpad330不支持中文，这也是一种缺憾，所以对使用者的英语水平有一定要求（当然要求也不高）。不过，中文复杂的语言结构也是很难被计算器所驾驭的。3. 对于第一次接触计算器编程的我来说，能编出这样的程序，确实让我自己感到很惊讶。回想起以前那些为了寻找程序中的bug（漏洞）而绞尽脑汁的日子，现在也觉得挺有成就感的。感谢老师给予我们的帮助，也感谢那些一起研究计算器编程的同学，正是通过我们之间相互的交流学习，才有了今天的思想火花。