爬山算法速度
⑴ 爬山算法(Hill Climbing)解决旅行商问题(TSP)
旅行商问题 TSP(Travelling Salesman Problem)是数学领域中着名问题之一。
TSP问题被证明是 NP完全问题 ,这类问题不者宽腔能用精确算法实现,而需要使用相似算法。
TSP问题分为两类: 对称TSP (Symmetric TSP)以及 非对称TSP (Asymmetric TSP)
本文解决的是对称TSP
假设:A表示城市A,B表示城市B,D(A->B)为城市A到城市B的距离,同理D(B->A)为城市B到城市A的距离
对称TSP中,D(A->B) = D(B->A),城巧升市间形成无向图
非对称TSP中,D(A->B) ≠ D(B->A),城市间形成有向图
现实生活中,可能出现单行线、交通事故、机票往返价格不同等情况,均可以打破对称性。
爬山算法是一种局部择优的方法,采用启发式方法。直观的解释如下图:
爬山算法,顾名思义就是 爬山 ,找到第一个山峰的时候就停止,作为算法的输出结果。所以,爬首衫山算法容易把局部最优解A作为算法的输出,而我们的目的是找到全局最优解B。
如下图所示,尽管在这个图中的许多局部极大值,仍然可以使用 模拟退火算法(Simulated Annealing) 发现全局最大值。
必要解释详见注释
此处根据经纬度计算城市间距离的公式,请参考 Calculate distance between two latitude-longitude points? (Haversine formula)
此处初始化数据源可以使用 TSPLIB 中所提供的数据,此程序大致阐述爬山算法的实现。
编写于一个失眠夜
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⑵ 爬山算法 与A算法有什么不同
爬山算法从当前的节点开始,和周围的邻居节点的值进行比较。
A*把所有节点分成2组,一组已访问,一组未访问,然后选择其中最优点加入已访问组。
爬山算法速度比A*快,但会舍弃部分最优解。
⑶ 爬山算法
《混乱》
这本书提到了一个非常有效的算法,
叫爬山算法。
什么叫爬山算法?
(注:爬山算法是人工智能算法的一种,
其原理是把你随机地抛在地球上的一个点,抛在那个点以后,
你就近在最近的几公里之内寻找最高点,然后找到最高点之后,
立刻站到这个最高点上去,再在最近的几公里之内寻找最高点。)
用计算机模拟我们的人生,
我们的人生就是那个屏幕上,
现在屏幕中所有的坐标、高度都未知,
然后看看谁能用最快的方法找到这个屏幕上的最高点。
用什么样的方法找到最高点?
全球大量的计算机编程高手开始设计这套逻辑,
有的人沿着边走,有的人直接到中心,有人用交叉、画五角星法……
各种各样的方法,到最后发现,
最优秀、最快能够找到最高点的算法只有一个,
这个算法被称作爬山算法。
它的方法是什么?
就是在整个屏幕上随机一抛,
让这个点落在任何一个地方,然后在能力范围之内搜索,
在能力范围之内尽量找到周围最高的高度,找到最高的高度以后,
以这个最高的高度为圆心再找周围最高的高度,然后依次循环(
找最高点周围的下一个最高点),尽可能地找到最高的高点。
如果你今天特别倒霉,掉到一片沙漠中间,
这个沙漠周围的高度都差不多,没有特别高的高度,那该怎么办?
这时候需要重启,告租拿起来随机的一抛,
重启到另外一个地方再找另外的高度。
爬山算法里面有两个核心的点:
第一个点,
是你要接受随机的一抛,
你要接受有不确定性的发生;
第二个点,
是无论命运把你抛到什么地方,
你都要努力地展开搜索,
尽胡闷可能地做到最好,尽可能地找到最高的高点。
这就是爬山算法的精髓。
使用爬山算法探裤友弯索一片屏幕,到最后发现这种方法是最快的。
就是要学会拥抱不确定性。
人生所有的烦恼、痛苦,
都是来自于我们对不确定性的抗拒。
我们希望我们的孩子按照一个模式成长,
我们希望我们的工作按照一个模式发展,
我们希望我们创业做的公司,
能够按照一个节奏安全一个模式发展,
是这些抗拒给我们带来大量的烦恼。
但是实际上你唯一需要做的事,是拥抱不确定性。
当不确定性发生、命运将你随机一抛的时候,
你能够随时随地、立刻展开最好的努力,
而不是待在原地拼命地抱怨,
拼命地对标,拼命地去维权,
反而这些东西浪费了我们太多的时间。
作者 | 樊登
来源 | 笔记侠(ID:Notesman)
⑷ 遗传算法、数值算法、爬山算法、模拟退火 各自的优缺点
遗传算法:其优点是能很好地处理约束,跳出局部最优,最终得到全局最优解。缺点是收敛速度慢,局部搜索能力弱,运行时间长,容易受到参数的影响。
模拟退火:具有局部搜索能力强、运行时间短的优点。缺点是全局搜索能力差,容易受到参数的影响。
爬山算法:显然爬山算法简单、效率高,但在处理多约束大规模问题时,往往不能得到较好的解决方案。
数值算法:这个数值算法的含义太宽泛了,指的是哪种数值算法,阵列算法与爬山算法一样,各有优缺点。
(4)爬山算法速度扩展阅读:
注意事项:
遗传算法的机制比较复杂,在Matlab中已经用工具箱中的命令进行了打包,通过调用可以非常方便的使用遗传算法。
函数GA:[x,Fval,reason]=GA(@fitnessfun,Nvars,options)x为最优解,Fval为最优值,@Fitnessness为目标函数,Nvars为自变量个数,options为其他属性设置。系统的默认值是最小值,所以函数文档中应该加上一个减号。
要设置选项,您需要以下函数:options=GaOptimset('PropertyName1','PropertyValue1','PropertyName2','PropertyName3','PropertyValue3'…)通过该函数,可以确定一些遗传算法的参数。