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退火算法的原理

退火算法是一種模擬物理退火過程的最佳化算法,用於解決組合最佳化問題。其原理如下:

初始化。算法從一個初始解開始,並設定一個較高的初始溫度和退火率。

溫度控制。在每個溫度下,通過擾動當前解來生成一個新的解,或者隨機移動到相鄰解。根據目標函式的變化和當前的溫度計算接受新解的機率。

降溫過程。隨著時間的推移,溫度逐漸降低,接受新解的機率也隨之減小,這樣算法逐漸趨向於穩定,最終找到一個較優解。

結束條件。當滿足一定的疊代次數或溫度達到一定閾值時,算法停止。

模擬退火算法的特點是能夠在搜尋過程中接受較差的解,從而避免陷入局部最優解,這類似於物理退火過程中通過加熱使物質內部的粒子變得無序,然後緩慢冷卻使粒子趨於有序,從而在整體上達到最低能量狀態。這種算法適用於各種最佳化問題,如旅行商問題、背包問題等。