分支限界法(旅行商问题)(C++实现)
时间: 2024-11-22 14:43:48 浏览: 182
分支限界法是一种用于解决组合优化问题,如旅行商问题(Traveling Salesman Problem, TSP)的搜索算法。TSP的目标是最短路径,使得一名旅行商人访问所有城市一次并返回起点。
在C++中实现分支限界法通常包括以下几个步骤:
1. 定义状态:表示当前的解决方案,包含已经访问的城市序列及其到达下一个城市的成本。
2. 构建解空间:创建一个解空间树,每个节点代表一个可能的路线选择。初始节点通常是从任意城市开始,后续通过添加未访问的城市形成新的节点。
3. 创建剪枝函数:评估节点的“下界”,即从当前节点到目标节点的最低成本估计。如果这个估计值大于已知最优解,就可以剪去整个分支,因为它不可能找到比当前更优的解。
4. 深度优先搜索或广度优先搜索:遍历解空间树,每次选择一个下界最小的节点进行探索。
5. 更新最佳解:每当发现新路径的成本小于当前最优解时,更新最优解记录。
6. 返回最优解:当搜索完整棵树后,返回最优解路径。
以下是简单的C++伪代码框架:
```cpp
struct Node {
// 存储节点信息...
};
Node* solveTSP(Node& start, vector<Node>& cities) {
priority_queue<Node*, vector<Node*>, function<Node* (Node*)>> open; // 使用堆作为优先队列
Node* best = nullptr;
open.push(new Node(start, cost)); // 初始化根节点
while (!open.empty()) {
Node* current = open.top(); open.pop();
if (current->visitedAllCities()) { // 解决完毕
if (best == nullptr || current->cost < best->cost) {
best = current;
}
} else {
for (Node* neighbor : neighbors(current)) { // 访问相邻节点
if (neighbor->isBetterThan(open)) {
open.push(neighbor);
}
}
}
delete current;
}
return best;
}
// 相关辅助函数...
```
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