代码 | 自适应大邻域搜索系列之(5) - ALNS_Iteration_Status和ALNS_P

前言

上一篇推文说了,后面的代码难度直线下降,各位小伙伴可以放去n的100次方心了。今天讲讲一些细枝末节,就是前面一直有提到的参数和一些状态的记录代码。这个简单啦,小编也不作过多解释了。大家直接看代码都能看懂,不过小编还是会把逻辑结构给大家梳理出来的。好了,开始干活。

01 ALNS_Iteration_Status

这个类,咳咳,不是抽象类了哈。主要用来记录ALNS迭代过程中的一些中间变量和状态等。主要是成员变量,成员函数都是简单的getter(获取成员变量的接口)或者setter(设置成员变量的接口)。所以这里就把成员变量贴出来好了,各个变量记录的内容注释也写得很详细,小编就不做多赘述以免扰乱了大家看代码的心。

```C++
private:

//! Id of the iteration corresponding to this status.
size_t iterationId;

//! Number of iteration since the last improvement of the BKS
size_t nbIterationWithoutImprovement;

//! Number of iteration since the last improvement of the BKS
//! or the last reload of the best known solution.
size_t nbIterationWithoutImprovementSinceLastReload;

//! Number of iterations since the last improvement of the current
//! solution.
size_t nbIterationWithoutImprovementCurrent;

//! Number of iterations without transition.
size_t nbIterationWithoutTransition;

//! Indicate if a new best solution has been obtained.
State newBestSolution;

//! Indicate if the new solution has been accepted as the
//! current solution.
State acceptedAsCurrentSolution;

//! Indicate if the new solution is already known.
State alreadyKnownSolution;

//! Indicate if the new solution improve the current solution.
State improveCurrentSolution;

//! Indicate if a local search operator has been used.
State localSearchUsed;

//! Indicate if solution has been improved by local search.
State improveByLocalSearch;

//! Indicate if the solution has already been repaired.
State alreadyRepaired;

//! Indicate if the new solution has already been destroyed.
State alreadyDestroyed;

};


# 02 ALNS_Parameters
该类是ALNS运行过程中的一些参数设置,和上面的ALNS_Iteration_Status差不多,主要功能集中在成员变量上,成员函数都是简单的getter(获取成员变量的接口)或者setter(设置成员变量的接口)。照例把成员变量贴出来吧~

```C++
public:

    //! Enumeration representing the various kind of stopping criteria.
    //! MAX_IT: the maximum number of iterations.
    //! MAX_RT: the maximum run time.
    //! MAX_IT_NO_IMP: the maximum number of iterations without improvement.
    //! ALL: a mix of the MAX_IT, MAX_RT and MAX_IT_NO_IMP.
    enum StoppingCriteria {
        MAX_IT,
        MAX_RT,
        MAX_IT_NO_IMP,
        ALL
    };

    //! An enumeration listing a set of packaged AcceptanceModule Implementation.
    enum AcceptanceCriterioKind {
        SA
    };
protected:
    //! Maximum number of iterations performed by the ALNS.
    size_t maxNbIterations;

    //! Maximum running time of the ALNS.
    double maxRunningTime;

    //! Maximum number of iterations without any improvement.
    size_t maxNbIterationsNoImp;

    //! Which stopping criterion should be used.
    StoppingCriteria stopCrit;

    //! Indicate if noise should be used.
    bool noise;

    //! Indicate after how many iterations should the scores of
    //! the operators be recomputed.
    size_t timeSegmentsIt;

    //! Indicate the number of iterations that should be performed
    //! before reinitialization of the scores of the operators.
    size_t nbItBeforeReinit;

    //! score adjustment parameter in case the last remove-insert
    //! operation resulted in a new global best solution
    int sigma1;

    //! score adjustment parameter in case that the last remove-insert
    //! operation resulted in a solution that has not been accepted before and
    //! the objective value is better than the objective value of current solution
    int sigma2;

    //! score adjustment parameter in case that the last remove-insert
    //! operation resulted in a solution that has not been accepted before and such
    //! that the score objective value is worse than the one of current solution but
    //! the solution was accepted.
    int sigma3;

    //! reaction factor 0 <= rho <= 1 for the update of the weights of the
    //! operators.
    double rho;

    //! The minimum possible weight for an operator.
    double minimumWeight;

    //! The maximum possible weight for an operator.
    double maximumWeight;

    //! Indicates the probability of using noised operators.
    double probabilityOfNoise;

    //! Kind of acceptance criterion used.
    AcceptanceCriterioKind acKind;

    //! patht to the configuration file of the acceptance criterion.
    std::string acPath;

    //! path to the file where the global stats have to be saved.
    std::string statsGlobPath;

    //! path to the file where the operators stats have to be saved.
    std::string statsOpPath;

    //! Indicate every each iteration logging is done. 不懂看后面。
    int logFrequency;

    //! A set of forbidden operators. 不懂看后面。
    std::vector<std::string> forbidenOperators;

    //! A set of forbidden local search operators. 不懂看后面。
    std::vector<std::string> forbidenLsOperators;

    //! The minimum percentage of the solution destroyed by the destroy operators.
    int minDestroyPerc;

    //! The maximum percentage of the solution destroyed by the destroy operators.
    int maxDestroyPerc;

    //! Indicate after how many iterations without improvement
    //! does the best known solution is reloaded.
    size_t reloadFrequency;

    //! Indicate if local search should be used.
    bool performLocalSearch;

    //! When the optimization process start, the parameters
    //! should not be modified. lock is set to true when the
    //! optimization begin. If the setter of the value
    //! of one parameter is called while lock is true, an
    //! error is raised.
    bool lock;

};

不过有几个变量大家看了注释可能还不太明白是干嘛用的。在这里再解释一下。

logFrequency,隔多少次迭代输出一下当前的信息。直接给大家上两个图让大家心领神会一下:

  1. logFrequency = 1
  2. logFrequency = 100

懂了吧。

forbidenOperators是禁止的某些repair和destroy方法的集合,学过禁忌搜索的都知道这意味着什么,有些repair和destroy方法效果太差劲了,所以我们把它们给ban掉。

forbidenLsOperators和forbidenOperators差不多,不过它是禁止的某些LocalSearch方法的集合,效果太差嘛。。。

03 再论ALNS_Parameters

关于ALNS_Parameters它的大部分成员函数是简单的getter(获取成员变量的接口)或者setter(设置成员变量的接口)。但其CPP文件中,还有一个函数是从xml文件读取相应参数的。代码就不具体介绍了,主要是xml文件操作的一些api的使用,有现成的lib库,感兴趣的同学了解一下。

至于为什么用xml文件呢?其实直接把参数写死在程序里面也是可以的,不过读取xml文件获取相应的参数更符合标准,在实际生产中也更方便实用而已。

04 小结

至此,整一个ALNS模块已经讲得差不多了,不知道大家都看懂了没有。看不懂的话可以多看几遍,很多地方也只是小编个人的理解,不一定正确,如果你觉得你有更好的想法,也可以联系小编一起讨论。

后面再出多几篇估计就差不多了。把判断接受准则讲讲,把局部搜索讲讲就差不多可以了。最后谢谢大家一路过来的支持哈。

代码及相关内容可关注公众号。更多精彩尽在微信公众号【程序猿声】

原文地址:https://blog.51cto.com/14328065/2393228

时间: 2024-10-08 09:32:14

代码 | 自适应大邻域搜索系列之(5) - ALNS_Iteration_Status和ALNS_P的相关文章

代码 | 自适应大邻域搜索系列之(7) - 局部搜索LocalSearch的代码解析

前言 好了小伙伴们我们又见面了,咳咳没错还是我.不知道你萌接连被这么多篇代码文章刷屏是什么感受,不过,酸爽归酸爽.今天咱们依然讲代码哈~不过今天讲的依然很简单,关于局部搜索LocalSearch的代码. 01 总体概述 其实,LocalSearch在本算法中不是必须使用的,用户可以根据需要来选择是否启用这个功能.但是一般情况下,有了LocalSearch以后效果会好一点.而且本着服务读者的态度(我可以不用,但是小编你不能不讲),就讲讲这个模块吧.和之前讲的几个模块差不多,具体代码也是分成两个部分

代码 | 自适应大邻域搜索系列之(3) - Destroy和Repair方法代码实现解析

前言 上一篇文章中我们具体解剖了ALNS类的具体代码实现过程,不过也留下了很多大坑.接下来的文章基本都是"填坑"了,把各个模块一一展现解析给大家.不过碍于文章篇幅等原因呢,也不会每一行代码都进行讲解,那些简单的代码就跳过了,相信大家也能一眼就看懂.好了,废话不多说,开始干活吧. 01 照旧总体概述 前面我们提到,ALNS中的重中之重就是Destroy和Repair方法了,在整一个ALNS框架中呢,涉及这俩货的有Destroy和Repair方法的具体实现.Destroy和Repair方法

代码 | 自适应大邻域搜索系列之(2) - ALNS算法主逻辑结构解析

00 前言 在上一篇推文中,教大家利用了ALNS的lib库求解了一个TSP问题作为实例.不知道你萌把代码跑起来了没有.那么,今天咱们再接再厉.跑完代码以后,小编再给大家深入讲解具体的代码内容.大家快去搬个小板凳一起过来围观学习吧~ 01 总体概述 前排高能预警,在下面的讲解中,会涉及很多C++语言的知识,特别是类与派生这一块的内容,如果C++基础比较薄弱的同学则需要回去(洗洗睡)再好好补一补啦,在这里小编就不再过多科普基础知识了.默认大家都是C++大佬,能一口说出虚函数表是什么的内种-- 描述整

代码 | 自适应大邻域搜索系列之(6) - 判断接受准则SimulatedAnnealing的代码解

前言 前面三篇文章对大家来说应该很简单吧?不过轻松了这么久,今天再来看点刺激的.关于判断接受准则的代码.其实,判断接受准则有很多种,效果也因代码而异.今天介绍的是模拟退火的判断接受准则.那么,相关的原理之前的推文有讲过,不懂的同学回去翻翻这个文章 复习一下哈,小编也回去看看,咳咳~.好了,废话不多说,开始干活. 01 总体概述 其实这个ALNS的代码库提供了很多的判断接受准则,有最简单的直接根据目标值来判断,也有各种复杂的模拟退火降温冷却等过程来判断.不过,今天挑一个最具代表性的来讲吧,就是模拟

代码 | 自适应大邻域搜索系列之(4) - Solution定义和管理的代码实现解析

前言 上一篇讲解了destroy和repair方法的具体实现代码,好多读者都在喊酸爽和得劲儿--今天这篇就讲点简单的,关于solution的定义和管理的代码实现,让大家回回神吧--哈哈. 01 总体概述 总所周知的是,每一个算法的最终目标都是求解出一个合理的满足心意的solution.因此对solution的定义和管理基本是每个算法都要涉及的.在本ALNS代码中呢,也对solution进行了一定的抽象和规范化,提供了一些标准化的接口,同样需要在具体使用中去重写这些接口. 关于solution的处

自适应大邻域搜索代码系列之(1) - 使用ALNS代码框架求解TSP问题

前言 上次出了邻域搜索的各种概念科普,尤其是LNS和ALNS的具体过程更是描述得一清二楚.不知道你萌都懂了吗?小编相信大家早就get到啦.不过有个别不愿意透露姓名的热心网友表示上次没有代码,遂不过瘾啊~哎,大家先别急,代码有得你们酸爽的-- 不过由于ALNS的代码量实在太大,小编打算把这个做成一个系列来一一为大家讲解,好让小伙伴们彻底把这个算法框架的代码吃透.今天暂时还是先不对代码进行讲解,先来教大家怎么使用ALNS的框架求解一个TSP问题吧~ 环境准备 小编的演示是基于Windows 10 x

干货 | 自适应大邻域搜索(Adaptive Large Neighborhood Search)入

01 首先来区分几个概念 关于neighborhood serach,这里有好多种衍生和变种出来的胡里花俏的算法.大家在上网搜索的过程中可能看到什么Large Neighborhood Serach,也可能看到Very Large Scale Neighborhood Search或者今天介绍的Adaptive Large Neighborhood Search. 对于这种名字相近,实则大有不同的概念,很是让小编这样的新手头疼.不过,小编喜欢凡事都要弄得清清楚楚明明白白的.为了防止大家混淆这些相

【PPT&amp;视频】《陈新河:万亿元大数据产业新生态》——央视网大数据名人讲堂之大数据产业系列

[PPT&视频]<陈新河:万亿元大数据产业新生态>--央视网大数据名人讲堂之大数据产业系列 原创 2016-07-16 陈新河 软件定义世界(SDX) 热门下载(点击标题即可阅读) ?[下载]2015中国数据分析师行业峰会精彩PPT下载(共计21个文件) 因微信限制,部分图不能显示出来,高清完整版全文请扫描二维码,见每篇文章底部专栏 <陈新河:万亿元大数据产业新生态>--央视网大数据名人讲堂之大数据产业系列 嘉宾介绍 陈新河   中关村大数据产业联盟副秘书长 Talking

用Python实现一个大数据搜索及源代码

在日常生活中,大家了解搜索引擎如百度.360.搜狗.谷歌等,搜索是大数据领域里常见的需求.Splunk和ELK分别是该领域在非开源和开源领域里的领导者.本文利用很少的Python代码实现了一个基本的数据搜索功能,试图让大家理解大数据搜索的基本原理. 布隆过滤器(BloomFilter) 第一步我们先要实现一个布隆过滤器. 布隆过滤器是大数据领域的一个常见算法,它的目的是过滤掉那些不是目标的元素.也就是说如果一个要搜索的词并不存在与我的数据中,那么它可以以很快的速度返回目标不存在. 让我们看看以下