使用 pddl Python 框架实现旅行商问题：解决动作效果定义中的递归错误

本教程探讨了在使用 `pddl` python 框架为旅行商问题（tsp）建模时，定义 pddl 动作效果时可能遇到的 `recursionerror`。核心问题在于错误地使用字符串拼接来构建动作效果。文章将详细解释为何应使用 `pddl` 库提供的逻辑运算符来正确构建 pddl 表达式，并提供正确的代码示例及注意事项，以帮助开发者避免此类常见陷阱。

概述 pddl Python 框架与 AI 规划

pddl 是一个专为 Python 设计的库，旨在简化 PDDL（Planning Domain Definition Language）域和问题的创建过程。它允许开发者利用 Python 语言的表达能力来定义 PDDL 中的各种元素，包括类型、谓词、常量、变量、动作以及完整的规划问题。该库的核心功能是将这些 Python 定义转化为标准的 PDDL 文本文件，这些文件随后可以被 Fast-Downward 等外部 PDDL 规划器读取并执行，以求解复杂的 AI 规划任务。这种方法显著提升了 PDDL 建模的效率和可维护性，使得开发者能够以更编程化的方式处理规划问题。

旅行商问题 (TSP) 的 PDDL 建模

旅行商问题（Travelling Salesman Problem, TSP）是一个经典的组合优化难题，其目标是找到访问一系列给定城市并最终返回起始城市的最短路径，且每个城市只能被访问一次。在 PDDL 中对 TSP 进行建模，通常需要定义以下核心组件：

• 类型 (Types)：引入 position 类型来表示各个城市。
• 谓词 (Predicates)：
  • at(?city)：表示代理当前位于 ?city。
  • connected(?city1, ?city2)：表示 ?city1 和 ?city2 之间存在直接连接。
  • visited(?city)：表示 ?city 已经被代理访问过。
• 动作 (Actions)：定义一个 move 动作，允许代理从一个城市移动到另一个与其连接且尚未访问的城市。
• 目标 (Goal)：规划的目标是所有城市都必须被访问过，并且代理最终返回到其最初的起始城市。

深入理解 PDDL 动作定义与逻辑表达式

在 pddl 框架中，Action 类是构建规划器可执行操作的关键。一个动作通常由其名称、参数、前置条件（precondition）和效果（effect）组成。前置条件定义了动作执行前必须满足的状态，而效果则描述了动作执行后系统状态的变化。

至关重要的是，pddl 库要求 precondition 和 effect 参数接收的是 PDDL 逻辑表达式对象，而非简单的字符串。这些逻辑表达式必须通过 pddl.logic 模块提供的 Predicate 对象以及相应的逻辑运算符（例如 & 用于逻辑合取，| 用于逻辑析取，~ 用于逻辑否定）来构建。直接使用这些 Pythonic 的运算符，pddl 库能够构建其内部的抽象语法树（AST），从而正确地表示和验证 PDDL 逻辑。

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常见错误：字符串拼接导致递归深度溢出

在实现 TSPBasic 类中的 create_actions 方法时，一个普遍且容易犯的错误是尝试通过字符串拼接的方式来定义动作的 effect。例如，以下代码片段展示了这种不正确的做法：

# tsp_basic.py (错误示例)
from pddl.action import Action
from pddl.logic import Predicate, variables

class TSPBasic:
    # ... (省略 __init__ 及其他部分)

    def create_actions(self):
        # 假设 self.start, self.finish, self.at, self.connected, self.visited 已正确定义
        # ...

        move = Action(
            "move",
            parameters=[

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