运筹学3.4 分枝定界法
- 格式:ppt
- 大小:1.03 MB
- 文档页数:40
分枝定界 python分枝定界法简介分枝定界法是一种求解组合优化问题的算法,其核心思想是将问题分解成一系列子问题,并对每个子问题使用上界和下界进行限制。
这种分而治之的方法允许算法高效地搜索解决方案空间,并最终确定最优解。
算法步骤1. 初始化:从问题的初始状态开始,并计算该状态的成本下界。
2. 分支:将当前状态分解成多个子状态,每个子状态代表可行的解决方案。
3. 定界:对于每个子状态,计算其成本上界和下界。
4. 剪枝:如果一个子状态的成本上界低于当前最佳解的成本下界,则可以将其剪枝,因为它不可能产生更优解。
5. 递归:对于未被剪枝的子状态,递归地应用分枝定界法。
6. 回溯:如果所有子状态都被剪枝或探索完毕,则回溯到父状态并继续搜索。
优势分枝定界法具有以下优势:保证最优解:算法保证找到最优解,只要问题是整数规划问题。
高效:通过使用上界和下界进行剪枝,算法避免了对整个解决方案空间的穷举搜索。
适用于各种问题:分枝定界法可以用于求解各种组合优化问题,包括旅行商问题、背包问题和装箱问题。
劣势分枝定界法也存在一些劣势:计算量大:对于大规模问题,算法可能需要大量的计算时间。
存储需求:算法需要存储大量信息,包括子问题、上界和下界。
不易并行化:分枝定界法通常不容易并行化,这限制了其在大规模问题上的可扩展性。
改进为了提高分枝定界法的效率,已经提出了多种改进技术:有效的启发式:使用启发式方法来生成良好的初始解,可以减少搜索空间。
松弛:使用线性规划或其他松弛技术来计算更紧的下界。
基于约束的传播:传播约束之间的逻辑关系,以减少剪枝所需的计算。
可变邻域搜索:在当前解周围搜索,以逃离局部最优解。
总体而言,分枝定界法是一种功能强大的算法,可用于求解各种组合优化问题。
通过利用上界和下界进行剪枝,该算法可以高效地搜索解决方案空间,并保证找到最优解。
然而,对于大规模问题,计算量和存储需求可能成为限制因素。
改进技术有助于克服这些限制,并提高算法的效率。