模拟退火算法是一种优化算法,常用于解决组合优化问题。它是一种启发式算法,灵感来源于固体材料的退火过程。
算法原理
模拟退火算法的基本思想是将问题的解空间想象成一个高温的液体,初始时,液体的温度很高,分子运动剧烈,此时如果对液体施加一个外力,液体中的分子会以不同的方式移动,从而产生各种可能的解。随着温度的逐渐降低,分子的运动逐渐减缓,液体逐渐凝固,此时如果施加外力,液体的分子会以更稳定的方式排列,最终形成一种较为稳定的结构。
算法步骤
- 初始化:设置初始解、初始温度和终止温度。
- 随机扰动:在当前解的基础上进行随机扰动,得到新的解。
- 计算能量差:计算新解与当前解的能量差。
- 判断是否接受新解:如果能量差小于0,则接受新解;如果能量差大于0,则以一定的概率接受新解。
- 降低温度:降低温度,重复步骤2-4,直到达到终止温度。
- 输出最优解。
应用场景
模拟退火算法广泛应用于以下场景:
- 图着色问题
- 车辆路径规划
- 航班安排
- 机器学习中的参数优化
