Алгоритм Кристофидеса-Сердюкова: приближенное решение задачи коммивояжера

Алгоритм Кристофидеса-Сердюкова, несмотря на гарантированную оценку решения не хуже 3/2 от оптимального, на практике демонстрирует хорошие результаты, что делает его полезным для практического применения. Он часто используется в качестве эталона для сравнения эффективности других алгоритмов решения задачи коммивояжера, в частности, в контексте применения нейронных сетей. Алгоритм основан на теории графов и использует минимальное остовное дерево, что является его первым шагом.
Алгоритм Кристофидеса-Сердюкова: приближенное решение задачи коммивояжера
Изображение носит иллюстративный характер

Алгоритм включает в себя поиск вершин с нечетной степенью в минимальном остовном дереве. Согласно лемме о рукопожатиях, таких вершин всегда четное количество. Далее алгоритм находит наилучшее сочетание этих вершин с использованием алгоритма минимального веса паросочетания. Для этого используется целочисленное линейное программирование (MIP). Этот этап важен, так как определяет вычислительную сложность алгоритма.

После нахождения наилучшего сочетания нечетных пар, их ребра добавляются к минимальному остовному дереву, формируя Эйлеров цикл. Эйлеров цикл проходит по каждому ребру графа ровно один раз. Затем, этот цикл преобразуется в Гамильтонов цикл, который посещает каждую вершину графа ровно один раз, за исключением начальной вершины. Для этого используется метод исключения повторных посещений вершин, переходя к следующей вершине в последовательности.

Тестирование показало, что алгоритм Кристофидеса-Сердюкова демонстрирует хорошую точность, уверенно превосходя многие другие эвристические алгоритмы, за исключением алгоритма Concorde и метода 2-opt. При этом он занимает второе место по скорости вычислений после эвристики ближайшего соседа. Это делает алгоритм Кристофидеса-Сердюкова применимым в ситуациях, где важна скорость и приемлемая точность решения, например при планировании маршрутов.


Новое на сайте

19790Кибершпионы UAT-10362 охотятся на тайваньские нко с помощью малвари LucidRook 19789Телескоп Джеймса Уэбба обнаружил галактику-«ската» в скоплении MACS J1149 19788Комета MAPS сгорела в солнечной короне и вылетела облаком обломков 19787Кто стоит за кибератаками на журналистов ближнего Востока и зачем Индии понадобилась... 19786Теневой ИИ в компаниях: угроза, которую не видят безопасники 19785Почему NASA спокойно относится к проблеме с теплозащитным экраном Artemis II? 19784Шифрование видео, которое не сломает даже квантовый компьютер 19783Западу США грозит аномально опасный сезон пожаров 19782Белок, который не должен убивать: как одна гипотеза перевернула биологию 19781Серебряная монета XVI века указала на затерянную испанскую колонию у магелланова пролива 19780Что за загадочные клетки появляются в организме женщины только во время беременности? 19779Кератин как тормоз воспаления: неожиданная роль знакомого белка 19778Ботнет Chaos перенацелился на облака и обзавёлся SOCKS-прокси 19777Когда комета PanSTARRS станет видна невооружённым глазом? 19776Почему списки «качеств лидера» не работают и что делают настоящие руководители
Ссылка