分支限界法求圆排列计算id=(1,2,3)r=(1,2,5)
时间: 2024-06-07 09:08:18 浏览: 100
分支限界法求圆排列问题
4星 · 用户满意度95%
好的,针对您的问题,我先简单介绍一下分支限界法的基本思想。
分支限界法是一种用于求解最优化问题的算法,其基本思想是在搜索过程中,不断产生新的候选解,并且根据目标函数的值对候选解进行排序,只保留最有希望的一些解作为下一次搜索的起点。这样,可以大大缩小搜索空间,提高搜索效率。
现在,我们来看一下如何使用分支限界法求解圆排列问题。
首先,我们需要定义一些概念:
- 圆排列:将n个不同的圆排列在一条直线上,每个圆与相邻的圆之间的间距相等,且圆的顺序可以任意调整。
- 圆的半径:r1, r2, ..., rn
- 圆的编号:1, 2, ..., n
- 圆心之间的距离:d(i,j) = 2 * sqrt(ri * rj)
然后,我们可以按照以下步骤进行求解:
1. 初始化搜索树:将第一个圆放在最左边,第二个圆放在第一个圆的右侧,第三个圆放在第二个圆的右侧,以此类推,直到所有圆都排列好为止。
2. 对于每个节点,计算当前排列的长度L,并计算当前排列中每个圆的最大半径r_max。
3. 根据r_max和当前排列的长度L,计算出当前排列的下界Lb。
4. 将当前排列的所有扩展节点按照它们的下界Lb进行排序,并将下界最小的节点作为下一次搜索的起点。
5. 对于每个扩展节点,按照编号顺序依次考虑将下一个圆插入到排列中的每个位置,得到新的排列,并计算新排列的L、r_max和Lb。
6. 对于每个新排列,如果L小于当前的最优解,则将该排列作为新的最优解,并更新最优解的长度L_best。
7. 如果还有未扩展的节点,回到步骤4;否则,输出最优解。
根据上述算法,我们可以使用分支限界法求解圆排列问题。
现在,我们来具体求解以id=(1,2,3)和r=(1,2,5)为例的圆排列问题。
首先,我们将第一个圆放在最左边,得到初始排列:
1---2---3
此时,L=4,r_max=5,Lb=4+2*sqrt(2)+2*sqrt(10)=15.69。
然后,我们对初始排列进行扩展。由于只有3个圆,因此我们只需要考虑在当前排列的后面插入一个圆即可。
插入圆4:
1---2---3---4
此时,L=6,r_max=5,Lb=6+2*sqrt(2)+2*sqrt(10)+2*sqrt(10)=25.69。
插入圆5:
1---2---3---5---4
此时,L=8,r_max=5,Lb=8+2*sqrt(2)+2*sqrt(10)+2*sqrt(5)=27.69。
插入圆6:
1---2---3---5---4---6
此时,L=10,r_max=6,Lb=10+2*sqrt(2)+2*sqrt(10)+2*sqrt(6)=31.65。
插入圆7:
1---2---3---5---4---6---7
此时,L=12,r_max=7,Lb=12+2*sqrt(2)+2*sqrt(10)+2*sqrt(7)=35.53。
最终,我们得到的最优解为:
1---2---3---5---4---6---7
其长度为12。
因此,可以用分支限界法求解出id=(1,2,3)和r=(1,2,5)的圆排列问题。
阅读全文