针对一个类旅行商问题,建立一个基于模拟退火(SA)和深度优先搜索(DFS)的类旅行商问题(TSP)求解模型
时间: 2023-05-28 10:03:15 浏览: 102
基于模拟退火算法的旅行商问题(TSP问题)【matlab代码】
一、问题描述
类旅行商问题(TSP)是指给定一个城市集合和每对城市之间的距离,求解访问每个城市一次并回到起点的最短路径。
二、模型建立
1. 模拟退火算法
模拟退火算法是一种求解全局最优解的随机优化算法。它通过接受劣解以避免陷入局部最优解,并逐渐减小温度(控制随机性)以逼近全局最优解。
步骤:
(1)初始化初始温度T、初始解x、终止温度T’、降温速率r。
(2)在当前温度下,随机生成一个新解x'。
(3)计算新解x'的代价差ΔE=E(x')-E(x)。
(4)如果ΔE<0,则接受新解x',更新当前解x。否则以一定概率接受新解x',概率为P=exp(-ΔE/T)。
(5)降温。T=T*r。
(6)重复步骤(2)到(5)直到T<=T'。
2. 深度优先搜索算法
深度优先搜索算法是一种基于树或图的遍历算法,它从根节点或起点开始遍历,尽可能深地搜索每个节点,直到遍历完整个树或图或找到目标节点。
步骤:
(1)从起点开始遍历,将起点标记为已访问。
(2)对于当前节点,依次遍历它的所有未访问过的相邻节点。
(3)如果找到目标节点,结束搜索。
(4)如果当前节点没有未访问过的相邻节点,回溯到它的父节点继续搜索。
(5)重复步骤(2)到(4)直到遍历完整个树或图。
三、模型求解
1. 模拟退火算法求解TSP问题
(1)初始化初始温度T、初始解x、终止温度T’、降温速率r。
(2)在当前温度下,随机生成一个新解x'。
(3)计算新解x'的总距离ΔL=L(x')-L(x)。
(4)如果ΔL<0,则接受新解x',更新当前解x。否则以一定概率接受新解x',概率为P=exp(-ΔL/T)。
(5)降温。T=T*r。
(6)重复步骤(2)到(5)直到T<=T'。
2. 深度优先搜索算法求解TSP问题
(1)从起点开始遍历,将起点标记为已访问。
(2)对于当前节点,依次遍历它的所有未访问过的相邻节点,并计算到目标节点的距离。
(3)如果找到目标节点,更新总距离并结束搜索。
(4)如果当前节点没有未访问过的相邻节点,回溯到它的父节点继续搜索。
(5)重复步骤(2)到(4)直到遍历完整个树或图。
四、模型评估
1. 模拟退火算法评估
模拟退火算法的优点是可以避免陷入局部最优解,并能够快速逼近全局最优解。但是,算法的结果受到初始温度和降温速率的影响,需要进行多次模拟并取平均值。
2. 深度优先搜索算法评估
深度优先搜索算法的优点是可以找到最优解,但是搜索过程需要访问所有节点,时间复杂度较高,对于大规模问题不适用。
五、总结
本文建立了一个基于模拟退火和深度优先搜索的TSP问题求解模型,通过比较两种算法的优缺点,可以选择合适的算法来解决TSP问题。另外,还可以结合其他算法如遗传算法、蚁群算法等来求解TSP问题。
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