模拟退火算法中能量值的最小化实现

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ZIP格式 | 2KB | 更新于2025-01-05 | 143 浏览量 | 0 下载量 举报
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在给定文件信息中,我们能够识别到一个与优化算法相关的资源,即模拟退火算法(Simulated Annealing, SA)。模拟退火是一种概率型优化算法,它模拟了固体物质退火过程中原子的热运动特性。在材料科学中,退火是通过加热和缓慢冷却来减少材料的内应力,并增加其晶体结构的稳定性的过程。在计算科学中,模拟退火被用于寻找全局最优解或近似最优解,尤其适用于大规模组合优化问题。 文件标题 "simulate.zip_energy.m_能量值" 指出了核心文件名 "energy.m",其功能是计算解的能量值。在模拟退火算法中,"能量值"通常代表了问题的"代价函数",目标是找到能量值最低的解,即代价最小的解。 描述中提到的 "SAOPT.m" 是模拟退火算法的主程序。这个主程序负责算法的整体执行流程,包括初始化参数、循环迭代、更新解以及决定是否接受新解等。描述还提到主程序中调用了 "CreateNew.m" 函数,该函数用于生成新的候选解,通常会引入一定的随机性,以避免陷入局部最优解,提高找到全局最优解的概率。 在模拟退火算法中,"能量值" 函数 "Energy.m" 是用来评估当前解的代价的。每当算法生成一个新的解,就会调用这个函数来计算新解的能量值,然后根据模拟退火策略决定是否接受这个新解。如果新解的能量值更低(意味着代价更小),则通常会被接受;如果新解的能量值更高,则有一定概率被接受,这个概率会随着算法的"温度"参数的下降而减小,这个机制是为了避免算法早期阶段因过度随机而难以稳定在好的解,并且使得算法在后期能够有足够的时间和机会从局部最优解跳出,探索更多可能的解空间。 标签 "energy.m 能量值" 明确了 "energy.m" 文件的功能和重要性,它是模拟退火算法中评估解质量的关键组成部分。 在文件的压缩包名称列表中,只有一个明确的条目 "模拟退火",这表明压缩包中可能包含了模拟退火算法实现的多个相关文件,但仅提供了 "simulate.zip_energy.m_能量值" 的详细信息。通常情况下,一个完整的模拟退火算法实现可能还需要包含参数初始化、解空间定义、冷却计划、接受准则等其他函数或脚本。但基于提供的信息,我们主要关注的是 "SAOPT.m" 和 "CreateNew.m" 这两个文件,以及它们如何与 "Energy.m" 文件交互来实现模拟退火算法的核心功能。 综上所述,资源 "simulate.zip_energy.m_能量值" 涉及了模拟退火算法的关键实现环节,包括算法主程序的执行逻辑、新解的生成方法以及解能量值的计算。这些都是计算优化领域中的重要知识点,是理解和实现模拟退火算法不可或缺的部分。

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import pandas as pd import numpy as np import networkx as nx import matplotlib.pyplot as plt # 读取Excel文件中的邻接矩阵 adjacency_matrix = pd.read_excel('output.xlsx', index_col=0) # 将邻接矩阵转换为numpy数组 adjacency_matrix = adjacency_matrix.to_numpy() # 创建有向图对象 G = nx.DiGraph(adjacency_matrix) def preprocess(G): p = 0 directedGraph = nx.DiGraph() for u in G.nodes(): for v in G.neighbors(u): if (v != u): propProb = G.number_of_edges(u, v) / G.degree(v) directedGraph.add_edge(u, v, pp=propProb) return directedGraph def simulate(G, seedNode, propProbability): newActive = True currentActiveNodes = seedNode.copy() newActiveNodes = set() activatedNodes = seedNode.copy() influenceSpread = len(seedNode) while newActive: for node in currentActiveNodes: for neighbor in G.neighbors(node): if neighbor not in activatedNodes: if G[node][neighbor]['pp'] > propProbability: newActiveNodes.add(neighbor) activatedNodes.append(neighbor) influenceSpread += len(newActiveNodes) if newActiveNodes: currentActiveNodes = list(newActiveNodes) newActiveNodes = set() else: newActive = False return influenceSpread def flipCoin(probability): return np.random.random() < probability # 可视化传播过程 def visualizePropagation(G, seedNode, propProbability): pos = nx.spring_layout(G) # 选择布局算法 labels = {node: node for node in G.nodes()} # 节点标签为节点名 colors = ['r' if node in seedNode else 'b' for node in G.nodes()] # 种子节点为红色,其他节点为蓝色 plt.figure(figsize=(10,6)) nx.draw_networkx_nodes(G, pos, node_color=colors) nx.draw_networkx_edges(G, pos) nx.draw_networkx_labels(G, pos, labels) plt.title('Propagation Visualization') plt.show() # 示例用法 seedNode = [7,36,17] propProbability = 0.7 directedGraph = preprocess(G) influenceSpread = simulate(directedGraph, seedNode, propProbability) print("Influence Spread:", influenceSpread) visualizePropagation(directedGraph, seedNode, propProbability)修改这个代码使得输出图形节点之间间隔合理能够看清

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