首页 > 编程语言 >爬山算法

爬山算法

时间:2023-01-15 10:33:34浏览次数:38  
标签:状态 fx fy step 算法 爬山

概述

  • 爬山算法是一种基于局部择优进行转移的近似算法。

  • 具体来讲,它尝试利用深度优先搜索的反馈信息,来将搜索过程从盲目的变为启发性的,从而获得效率上的提高(和正确性上的降低)。

  • 说人话就是,尽管我们不知道最优状态,但我们根据当前的信息,尽可能地判断出可达的所有状态(可能很宽泛)中,哪个期望意义下(可能是长线)最优,然后转移过去。

实现原理

  • 假设我们要对某个多峰函数求最值(单峰用啥模拟算法?),我们把函数类比为山脉,当前的状态类比为爬山者所在的位置。

  • 初始的时候随机生成多个初始状态,即向山脉中随机空投复数个伞兵。

    • 怎么随机是个大学问...万一正态分布的表现比均匀随机好呢?

    • 之所以要多个,是因为爬山算法在状态数少的时候表现超差...(本来就是三大近似算法中最差的一个啦拜托,不要再自废武功了)。

  • 每轮我们依次枚举所有状态,从它们出发去尝试扩展出下一轮的状态,即伞兵尝试爬山。

    • 注意,这个扩展的结果不一定“相邻”。不妨将我们扩展的对象状态和当前状态的差异性称为步长 \(step\),则一般在开始时给 \(step\) 取充分大的值,然后每轮 \(\times \Delta\)。

    • 一般来讲,\(\Delta\in [0.985,0.999]\)(经验结论,唯像模型)。

    • 原则上每个状态只能扩展出一个状态,否则又会退化成搜索的指数复杂度。

    • 决定哪个状态被扩展出就很重要了。一般使用状态评估函数来决策。

  • 然后将生成的状态去重,缩短步长,进行下一轮。

  • 足够轮数之后,枚举所有状态,取最优者为解。

例题

  • 大部分情况下,能爬的一定能退,而爬的表现并不如退。

  • 不过如果数据在某种意义上单调/单峰,那么爬山算法的表现还是不错的,此时只需要一个初始状态。

P1337 [JSOI2004] 平衡点

  • 题意:求 \(n\) 力平衡的平衡点,这里的每个力是一个大小固定、终点固定的矢量。

  • 数据范围:\(n\leqslant 10^3,-10^4\leqslant x_i,y_i\leqslant 10^4,F_i\leqslant 10^3\)。

  • 观察到平衡点一定是唯一的,而且越靠近它一定越平衡。

  • 于是想到使用爬山算法,每次算出合力后向合力方向转移,直到 \(step<eps\)。

  • 算合力显然可以正交分解。

  • 不过事实上,如果记平衡点为 \((x,y)\),显然当其中一者固定时合力 \(F\) 是关于另一者的单谷函数,且严格,即无平台。

  • 所以可以三分套三分。不过那种难写的东西...哈。

  • 放一下爬山的代码吧。

const ld eps=5e-4,delta=0.990;
ld X=0.01,Y=0.01,step=2e4;
ld dx,dy,dis;
ld fx,fy,F;
il void work(){
	while(step>eps){
		fx=fy=0;
		For(i,1,n){
			dx=a[i].x-X;
			dy=a[i].y-Y;
			dis=sqrtl(dx*dx+dy*dy);
			fx+=a[i].w*dx/dis;
			fy+=a[i].w*dy/dis;
		}
		F=sqrtl(fx*fx+fy*fy);
		X+=step*fx/F;
		Y+=step*fy/F;
		step*=delta;
	}
	printf("%.3Lf %.3Lf",X,Y);
	return;
}

标签:状态,fx,fy,step,算法,爬山
From: https://www.cnblogs.com/weixin2024/p/17053167.html

相关文章

  • Java学习:ribbon的常用负载均衡算法分析
    1.Ribbon介绍因为微服务是目前互联网公司比较流行的架构,所以spring就提供了一个顶级框架-springcloud,来解决我们在开发微服务架构中遇到的各种各样的问题,今天的主角是sprin......
  • 【Java 数据结构及算法实战】系列 013:Java队列07——双端队列Deque
    双端队列(Deque),顾名思义是可以在队列的两端插入和移除元素的特殊队列。Java提供了java.util.Deque<E>接口以提供对双端队列的支持。该接口是JavaCollectionsFramework的一......
  • 【Java数据结构及算法实战】系列008:Java队列02——阻塞队列BlockingQueue
    阻塞队列(BlockingQueue)是一种支持额外操作的队列,这两个附加的操作是:l  在队列为空时,获取元素的线程会等待队列变为非空。l  当队列满时,存储元素的线程会等待队列可用。J......
  • Python树与树算法
    Python树与树算法树的概念树(英语:tree)是一种抽象数据类型(ADT)或是实作这种抽象数据类型的数据结构,用来模拟具有树状结构性质的数据集合。它是由n(n>=1)个有限节点组成一个具......
  • Python-训练简单的机器学习分类算法
    Python-训练简单的机器学习分类算法人工神经元为了设计人工智能,人们尝试模仿生物神经元,神经元是大脑中连接起来参与化学和电信号处理与传输的神经细胞,麦库洛和皮兹(MCP)把......
  • 代码随想录算法训练营第四天 24. 两两交换链表中的节点 | 19.删除链表的倒数第N个节点
    链表操作lc24两两交换链表中的节点这道题在熟悉链表操作后并不困难,在做的时候要想清楚每一步的顺序,可以画图辅助。感觉步骤的顺序也可以更改,最重要的是不要出现空指针......
  • python磷虾群算法
    首先设定初始随机种群数目,然后让虾群自动繁殖,最后就可以得出虾群的最终种群数目。例如设定初始的种群数目为20,最终在繁殖后得到的种群数目为35。importrandomclassSh......
  • 算法学习笔记(8.1): 网络最大流算法 EK, Dinic, ISAP
    网络最大流目录网络最大流EK增广路算法DinicISAP作者有话说前置知识以及更多芝士参考下述链接网络流合集链接:网络流最大流,值得是在不超过管道(边)容量的情况下从源点......
  • 算法学习笔记(8.2): 上下界网络流
    上下界网络流目录上下界网络流无源汇可行流有源汇上下界可行流有源汇上下界最大流有源汇上下界最小流作者有话说前置知识以及更多芝士参考下述链接网络流合集链接:网络......
  • 基于CEM算法的三维人脸模型贴图matlab仿真
    1.算法描述采用三维人脸贴图算法conformalenergyminimization,将二维图片贴到三维人脸模型中。2.仿真效果预览matlab2022a仿真结果如下:3.MATLAB部分代码预览clear;c......