啟發式演算法是啥?

2021-08-10 21:23:37 字數 1807 閱讀 7423



啟發式演算法(heuristic algorithm)是相對於

最優化演算法提出的。乙個問題的最優演算法求得該問題每個例項的

最優解。啟發式演算法可以這樣定義:乙個基於直觀或經驗構造的演算法,在可接受的花費(指計算時間和空間)下給出待解決組合優化問題每乙個例項的乙個

可行解,該可行解與最優解的偏離程度一般不能被預計。現階段,啟發式演算法以仿自然體演算法為主,主要有

蟻群演算法

、模擬退火法

、神經網路等。

大自然是神奇的,它造就了很多巧妙的手段和執行機制。受大自然的啟發,人們從大自然的執行規律中找到了許多解決實際問題的方法。對於那些受大自然的執行規律或者面向具體問題的經驗、規則啟發出來的方法,人們常常稱之為啟發式演算法(heuristic algorithm)。現在的啟發式演算法也不是全部來自然的規律,也有來自人類積累的工作經驗。

啟發式演算法的發展:

啟發式演算法的計算量都比較大,所以啟發式演算法伴隨著計算機技術的發展,取得了巨大的成就。

40年代:由於實際需要,提出了啟發式演算法(快速有效)。

50年代:逐步繁榮,其中貪婪演算法和區域性搜尋等到人們的關注。

60年代: 反思,發現以前提出的啟發式演算法速度很快,但是解得質量不能保證,而且對大規

模的問題仍然無能為力(收斂速度慢)。

70年代:計算複雜性理論的提出,np問題。許多實際問題不可能在合理的時間範圍內找到全域性最優解。發現貪婪演算法和區域性搜尋演算法速度快,但解不好的原因主要是他們只是在區域性的區域內找解,等到的解沒有全域性最優性。

由此必須引入新的搜尋機制和策略………..

holland的遺傳演算法出現了(genetic algorithm)再次引發了人們研究啟發式演算法的

興趣。80年代以後:

模擬退火演算法(simulated annealing algorithm),人工神經網路(artificial neural network),禁忌搜尋(tabu search)相繼出現。

最近比較熱或剛熱過去的:

演化演算法(evolutionary algorithm), 蟻群演算法(ant algorithms),擬人擬物演算法,量子演算法等。

各個演算法的思想這就不再詳細給出,為什麼要引出啟發式演算法,因為np問題,一般的經典演算法是無法求解,或求解時間過長,我們無法接受。這裡要說明的是:啟發式演算法得到的解只是近似最優解(近似到什麼程度,只有根據具體問題才能給出). 二十一世紀的最大的數學難題np?=p,如果np=p啟發式演算法就不在有存在的意義。

啟發式演算法的不足和如何解決方法:

啟發式演算法目前缺乏統

一、完整的理論體系。

很難解決!啟發式演算法的提出就是根據經驗提出,沒有什麼堅實的理論基礎。

由於np理論,啟發式演算法就解得全域性最優性無法保證。

等np?=p有結果了再說吧,不知道這個世紀能不能行。

各種啟發式演算法都有個自優點如何,完美結合。

如果你沒有實際經驗,你就別去幹這個,相結合就要做大量嘗試,或許會有意外的收穫。

啟發式演算法中的引數對演算法的效果起著至關重要的作用,如何有效設定引數。

還是那句話,這是經驗活但還要悟性,只有try again………..

啟發演算法缺乏有效的迭代停止條件。

還是經驗,迭代次數100不行,就200,還不行就1000…………

還不行估計就是演算法有問題,或者你把它用錯地方了………..

啟發式演算法收斂速度的研究等。

你會發現,沒有完美的東西,要快你就要付出代價,就是越快你得到的解也就遠差。

啟發式與元啟發式演算法

啟發式演算法 heuristic algorigthm 是一種基於直觀或經驗構造的演算法,在可接受的花費 指計算時間 計算空間等 給出待解決優化問題的每一例項的乙個可行解,該可行解與與最優解的偏離程度一般不可以事先預計。啟發式演算法是一種技術,這種演算法可以在可接受的計算費用內找到最好的解,但不一定...

啟發式演算法和元啟發式演算法

是一種基於直觀或經驗構造的演算法,在可接受的花費 指計算時間 計算空間等 給出待解決優化問題的每一例項的乙個可行解,該可行解與與最優解的偏離程度一般不可以事先預計。啟發式演算法是一種技術,這種演算法可以在可接受的計算費用內找到最好的解,但不一定能保證所得到解的可行性及最優性,甚至大多數情況下無法闡述...

啟發式演算法與元啟發式演算法

相對與精確演算法提出的。是一種群體智慧型演算法。平衡區域性最優解與全域性最優解。啟發式演算法可以這樣定義 乙個基於直觀或經驗構造的演算法,在可接受的花費 指計算時間和空間 下給出待解決組合優化問題每乙個例項的乙個可行解,該可行解與最優解的偏離程度一般不能被預計。許多啟發式演算法是相當特殊的,依賴於某...