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增强型群论优化算法求解折扣{0-1}背包问题 被引量:1
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作者 张寒崧 贺毅朝 +2 位作者 王静红 孙菲 李明亮 《计算机科学与探索》 CSCD 北大核心 2024年第6期1526-1542,共17页
群论优化算法(GTOA)是基于群论方法提出的一个离散演化算法,非常适于求解以整型向量为可行解的组合优化问题。为了进一步提高GTOA求解折扣{0-1}背包问题(D{0-1}KP)的性能,首先指出了它的随机线性组合算子(RLCO)未能充分考虑当前个体位... 群论优化算法(GTOA)是基于群论方法提出的一个离散演化算法,非常适于求解以整型向量为可行解的组合优化问题。为了进一步提高GTOA求解折扣{0-1}背包问题(D{0-1}KP)的性能,首先指出了它的随机线性组合算子(RLCO)未能充分考虑当前个体位置信息的不足,基于个体基因保留策略对其进行改进。然后,在随机反向变异算子(IRMO)中引入增强0分量变异策略,用于处理因个体0分量无法及时变异而导致的解的质量下降、种群多样性降低等问题。在改进上述两个算子的基础上,提出了增强型GTOA(EGTOA),并基于它给出求解D{0-1}KP的新方法。随后,将改进策略应用于二进制GTOA(GTOA-2),提出了增强型GTOA-2(EGTOA-2)及其求解D{0-1}KP的新方法。为了验证EGTOA和EGTOA-2的性能提高程度与优异性,分别利用它们求解四类大规模D{0-1}KP实例,通过与GTOA、GTOA-2以及求解D{0-1}KP的已有8个最先进算法的比较表明:EGTOA和EGTOA-2求得最优解的能力比GTOA和GTOA-2提高了至少1.14倍,比8个最先进算法提高了5%~60%,它们的平均性能比GTOA、GTOA-2以及8个最先进算法的性能更佳。因此,EGTOA和EGTOA-2是当前求解D{0-1}KP的最佳算法。 展开更多
关键词 群论优化算法 组合优化问题 折扣{0-1}背包问题 随机变异
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基于遗传算法求解折扣{0-1}背包问题的研究 被引量:64
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作者 贺毅朝 王熙照 +2 位作者 李文斌 张新禄 陈嶷瑛 《计算机学报》 EI CSCD 北大核心 2016年第12期2614-2630,共17页
目前,求解折扣{0-1}背包问题(D{0-1}KP)的主要算法是基于动态规划的具有伪多项式时间的确定性算法,当D{0-1}KP实例中各项的价值系数与重量系数在大范围内取值时缺乏实用性.文中基于杰出者保留策略遗传算法(EGA)求解D{0-1}KP,首先建立了D... 目前,求解折扣{0-1}背包问题(D{0-1}KP)的主要算法是基于动态规划的具有伪多项式时间的确定性算法,当D{0-1}KP实例中各项的价值系数与重量系数在大范围内取值时缺乏实用性.文中基于杰出者保留策略遗传算法(EGA)求解D{0-1}KP,首先建立了D{0-1}KP的两个新的数学模型;然后,为了利用EGA和第一数学模型求解D{0-1}KP,提出了一种处理非正常编码个体的贪心修复与优化算法GROA,并将其与EGA相结合给出了求解D{0-1}KP的第一遗传算法FirEGA;紧接着,利用EGA和第二数学模型求解D{0-1}KP,提出了处理非正常编码个体的另一种有效算法NROA,并将其与EGA相结合给出了求解D{0-1}KP的第二遗传算法SecEGA;最后,利用四类大规模D{0-1}KP实例,确定了FirEGA和SecEGA的交叉概率与变异概率的合理取值,比较了两个算法的实际求解性能.对四类实例的计算结果表明:FirEGA和SecEGA都非常适于求解大规模的难D{0-1}KP实例,均能够得到一个近似比非常接近于1的近似解,并且FirEGA的平均求解性能比SecEGA的更优. 展开更多
关键词 折扣{0-1}背包问题 遗传算法 非正常编码个体 贪心策略 修复与优化
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基于动态规划法求解动态0-1背包问题 被引量:15
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作者 贺毅朝 田海燕 +2 位作者 张新禄 王志威 高锁刚 《计算机科学》 CSCD 北大核心 2012年第7期237-241,共5页
随机时变背包问题(RTVKP)是一种动态组合优化问题,也是一种典型的NP-hard问题。由于RTVKP问题中物品的价值、重量和背包载重均是动态变化的,导致问题的求解非常困难。在动态规划法基础上,提出了一种求解背包载重随机变化的RTVKP问题的... 随机时变背包问题(RTVKP)是一种动态组合优化问题,也是一种典型的NP-hard问题。由于RTVKP问题中物品的价值、重量和背包载重均是动态变化的,导致问题的求解非常困难。在动态规划法基础上,提出了一种求解背包载重随机变化的RTVKP问题的确定性算法,分析了其复杂度和成功求解需要满足的条件。对两个大规模实例的计算表明,该算法是求解RTVKP问题的一种高效算法。 展开更多
关键词 NP-难问题 0-1背包问题 动态优化 时变背包问题 动态规划法
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求解多维0-1背包问题的一种改进的遗传算法 被引量:16
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作者 曾智 杨小帆 +2 位作者 陈静 陈文斌 唐荣旺 《计算机科学》 CSCD 北大核心 2006年第7期220-223,共4页
针对多维0-1背包问题,通过应用贪心法和二分搜索法的思想,本文提出了一种新的杂交算子———中值杂交,并且基于此算子提出了求解多维0-1背包问题的一种改进的遗传算法。最后本文通过一系列数值实验,把改进算法与传统的遗传算法以及其他... 针对多维0-1背包问题,通过应用贪心法和二分搜索法的思想,本文提出了一种新的杂交算子———中值杂交,并且基于此算子提出了求解多维0-1背包问题的一种改进的遗传算法。最后本文通过一系列数值实验,把改进算法与传统的遗传算法以及其他最新的遗传算法进行比较,经过对求得近似解的精度及计算所需时间两方面的对比,验证了其有效性。 展开更多
关键词 多维0-1背包问题 遗传算法 中值杂交算子
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求解0-1背包问题的二进制狼群算法 被引量:39
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作者 吴虎胜 张凤鸣 +2 位作者 战仁军 汪送 张超 《系统工程与电子技术》 EI CSCD 北大核心 2014年第8期1660-1667,共8页
狼群算法(wolf pack algorithm,WPA)源于狼群在捕食及其猎物分配中所体现的群体智能,已被成功应用于复杂函数求解。在此基础上,通过定义运动算子,对人工狼位置、步长和智能行为重新进行二进制编码设计,提出了一种解决离散空间组合优化... 狼群算法(wolf pack algorithm,WPA)源于狼群在捕食及其猎物分配中所体现的群体智能,已被成功应用于复杂函数求解。在此基础上,通过定义运动算子,对人工狼位置、步长和智能行为重新进行二进制编码设计,提出了一种解决离散空间组合优化问题的二进制狼群算法(binary wolf pack algorithm,BWPA)。该算法保留了狼群算法基于职责分工的协作式搜索特性,选取离散空间的经典问题——0-1背包问题进行仿真实验,具体通过10组经典的背包问题算例和BWPA算法与经典的二进制粒子群算法、贪婪遗传算法、量子遗传算法在求解3组高维背包问题时的对比计算,例证了算法具有相对更好的稳定性和全局寻优能力。 展开更多
关键词 进化计算 群体智能 二进制狼群算法 组合优化 0-1背包问题
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求解大规模0-1背包问题的主动进化遗传算法 被引量:21
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作者 史亮 董槐林 +1 位作者 王备战 龙飞 《计算机工程》 CAS CSCD 北大核心 2007年第13期31-33,共3页
针对遗传算法求解大规模0-1背包问题中存在的不足,将定向变异机制引入到遗传算法中,提出了基于主动进化遗传算法的0-1背包问题求解算法。该算法利用概率编码方案对种子个体进行编码,每代种群中的个体通过对该代种子个体进行测度而产生,... 针对遗传算法求解大规模0-1背包问题中存在的不足,将定向变异机制引入到遗传算法中,提出了基于主动进化遗传算法的0-1背包问题求解算法。该算法利用概率编码方案对种子个体进行编码,每代种群中的个体通过对该代种子个体进行测度而产生,用于定向变异的诱变因子将参与种子个体的进化。实验结果表明,该算法具有较好的全局寻优能力和执行效率。 展开更多
关键词 遗传算法 定向变异 0-1背包问题
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基于改进的微粒群优化算法的0-1背包问题求解 被引量:28
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作者 沈显君 王伟武 +1 位作者 郑波尽 李元香 《计算机工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第18期23-24,38,共3页
在介绍微粒群优化算法及其搜索策略的基础上,根据组合约束优化问题的特点,定义了等值变换、异值变换以及变换序列等概念,有针对性地设计了一种适合求解0-1背包问题的特殊微粒群优化算法。实验证明,改进后的微粒群优化算法在求解0-1背包... 在介绍微粒群优化算法及其搜索策略的基础上,根据组合约束优化问题的特点,定义了等值变换、异值变换以及变换序列等概念,有针对性地设计了一种适合求解0-1背包问题的特殊微粒群优化算法。实验证明,改进后的微粒群优化算法在求解0-1背包问题上具有可行性和高效性。 展开更多
关键词 微粒群优化 0-1背包问题 组合约束优化
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求解0-1背包问题的人工免疫抗体修正克隆算法 被引量:16
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作者 杜海峰 刘若辰 +1 位作者 焦李成 王孙安 《控制理论与应用》 EI CAS CSCD 北大核心 2005年第3期348-352,共5页
基于细胞克隆选择学说,系统地阐述了用于人工智能的抗体修正克隆算子,提出了相应的人工免疫抗体修正克隆算法;利用Markov链的有关性质,证明了该算法的收敛性.针对0_1背包问题的试验结果表明,人工免疫抗体修正克隆算法解决组合优化问题... 基于细胞克隆选择学说,系统地阐述了用于人工智能的抗体修正克隆算子,提出了相应的人工免疫抗体修正克隆算法;利用Markov链的有关性质,证明了该算法的收敛性.针对0_1背包问题的试验结果表明,人工免疫抗体修正克隆算法解决组合优化问题是有效的,与相应的进化算法相比,该算法有效克服了早熟问题、保持了抗体的多样性,而且收敛速度快. 展开更多
关键词 克隆选择 进化算法 马尔可夫链 背包问题
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求解多维0—1背包问题的混合遗传算法 被引量:13
9
作者 胡欣 汪红星 康立山 《计算机工程与应用》 CSCD 北大核心 1999年第11期31-33,共3页
文章研究一类典型的组合优化问题——多维0-1背包问题,提出了在简单遗传算法(SGA)中加入局部搜索机制的混合遗传算法(HGA)来求解该类问题,并在大量数值实验的基础上,将HGA与传统的求解方法及SGA进行了比较,实验... 文章研究一类典型的组合优化问题——多维0-1背包问题,提出了在简单遗传算法(SGA)中加入局部搜索机制的混合遗传算法(HGA)来求解该类问题,并在大量数值实验的基础上,将HGA与传统的求解方法及SGA进行了比较,实验的结果表明,该算法具有一定的优越性。 展开更多
关键词 0-1背包问题 组合优化 遗传算法 整数规划
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遗传变异蝙蝠算法在0-1背包问题上的应用 被引量:18
10
作者 李枝勇 马良 张惠珍 《计算机工程与应用》 CSCD 2014年第11期49-52,共4页
0-1背包问题是经典组合优化NP难题。在蝙蝠算法的基础上结合遗传变异的思想,引入主动进化算子、无效蝙蝠和当前最优位置蝙蝠集聚的处理规则,提出了遗传变异蝙蝠算法,并将其用于求解0-1背包问题。仿真结果表明:该算法在收敛速度和精度上... 0-1背包问题是经典组合优化NP难题。在蝙蝠算法的基础上结合遗传变异的思想,引入主动进化算子、无效蝙蝠和当前最优位置蝙蝠集聚的处理规则,提出了遗传变异蝙蝠算法,并将其用于求解0-1背包问题。仿真结果表明:该算法在收敛速度和精度上优于基本蝙蝠算法,并且能够有效地求解0-1背包问题。 展开更多
关键词 蝙蝠算法 0-1背包问题 遗传变异
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求解多维0/1背包问题的二元粒子群算法 被引量:12
11
作者 程美英 熊伟清 +1 位作者 严彬 叶青 《系统仿真学报》 CAS CSCD 北大核心 2009年第18期5735-5739,5743,共6页
从一维细胞自动机模型入手,设计了一种求解二元离散优化问题的二元粒子群算法细胞自动机模型(BPSO-CA)。粒子从起始细胞出发,根据本身携带的信息并感知存储在细胞中的全局最优粒子位置的信息随机选择状态(0或1),从而实现复杂智能的"... 从一维细胞自动机模型入手,设计了一种求解二元离散优化问题的二元粒子群算法细胞自动机模型(BPSO-CA)。粒子从起始细胞出发,根据本身携带的信息并感知存储在细胞中的全局最优粒子位置的信息随机选择状态(0或1),从而实现复杂智能的"涌现"。然后将其用来求解多维0/1背包问题,同时引入贪心算法对不符合约束条件的非法个体进行修正。通过对Zuse Institute Berlin公布的测试集进行实验,表明该模型能在多项式时间内完成求解过程,且实验结果优于测试集记录的结果。 展开更多
关键词 二元粒子群算法(BPSO) 细胞自动机(CA) 贪心算法 多维0/1背包问题 NPC问题
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基于绝对贪心和预期效率的0-1背包问题优化 被引量:11
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作者 史岚 张义宏 吕建辉 《计算机应用研究》 CSCD 北大核心 2014年第3期684-687,共4页
在传统求解背包问题的理论基础之上,对难解背包问题进行优化,设计了一种基于绝对贪心策略和预期效率的新算法。针对该算法进行了三组仿真实验,结果表明,算法能够较好地解决一类0-1背包问题,优于贪心算法、回溯法、动态规划算法、分支限... 在传统求解背包问题的理论基础之上,对难解背包问题进行优化,设计了一种基于绝对贪心策略和预期效率的新算法。针对该算法进行了三组仿真实验,结果表明,算法能够较好地解决一类0-1背包问题,优于贪心算法、回溯法、动态规划算法、分支限界算法,该算法的收敛速度是萤火虫群算法的10倍。经过分析数据的离散程度,确定了该算法的适应范围。 展开更多
关键词 0-1背包问题 绝对贪心 预期效率 收敛速度 离散程度
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在量子计算机上求解0/1背包问题 被引量:10
13
作者 胡劲松 陈国良 郭光灿 《计算机学报》 EI CSCD 北大核心 1999年第12期1314-1316,共3页
在Grover算法和量子指数搜索算法的基础上,提出了一个量子算法去求解0/1 背包问题.这个算法在没有使用任何可以提高搜索效率的经典策略的情况下,能够在O(c2n2 )步以至少1- 12c 的概率求解问题规模为n 的0/1
关键词 量子算法 量子计算机 NP问题 0/1背包问题
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改进的自适应遗传算法求解0/1背包问题 被引量:16
14
作者 王娜 向凤红 毛剑琳 《计算机应用》 CSCD 北大核心 2012年第6期1682-1684,共3页
为提高遗传算法求解问题的性能,提出一种改进的自适应遗传算法,该算法在交叉概率和变异概率公式中引入了当代迭代次数因子,提出了基因差别比例(Ca)的概念。Ca越大的基因位发生交叉、变异的概率越大,产生新个体的可能性越大;在模式生成... 为提高遗传算法求解问题的性能,提出一种改进的自适应遗传算法,该算法在交叉概率和变异概率公式中引入了当代迭代次数因子,提出了基因差别比例(Ca)的概念。Ca越大的基因位发生交叉、变异的概率越大,产生新个体的可能性越大;在模式生成操作中,确定基因位的选取同样由Ca决定。仿真结果表明,此算法在求解0/1背包问题时,其寻优能力有很大提高。 展开更多
关键词 0/1背包问题 自适应遗传算法 交叉变异概率 交叉变异操作 模式替代操作
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基于混合编码的差异演化算法解0-1背包问题 被引量:6
15
作者 邓长寿 赵秉岩 梁昌勇 《计算机应用研究》 CSCD 北大核心 2010年第6期2031-2033,共3页
针对典型的一类NP完全问题——背包问题,提出一种混合编码的差异演化求解方法。该方法基于差异演化算法框架,采用混合编码机制,每个决策变量均由一个实数和一个二进制数的组合表示。利用新定义的映射算子,构建混合编码的种群;增加边界... 针对典型的一类NP完全问题——背包问题,提出一种混合编码的差异演化求解方法。该方法基于差异演化算法框架,采用混合编码机制,每个决策变量均由一个实数和一个二进制数的组合表示。利用新定义的映射算子,构建混合编码的种群;增加边界约束处理算子,确保变异算子计算结果满足边界约束条件;利用新定义的丢弃算子对于不可行的装包策略进行修正。通过数值仿真实验,将该方法与遗传算法、二进制差异算法的计算结果比较分析,表明该算法求解背包问题的有效性与适用性。 展开更多
关键词 0-1背包问题 混合编码 差异演化算法 丢弃算子
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0-1背包问题的萤火虫群优化算法 被引量:22
16
作者 程魁 马良 《计算机应用研究》 CSCD 北大核心 2013年第4期993-994,998,共3页
根据群集智能优化原理,给出了一种基于萤火虫寻优思想的新算法———萤火虫群优化算法,并针对0-1背包问题进行求解。经仿真实验并与蜂群算法、蚁群算法和微粒群算法进行了比较,获得了满意的结果,这说明了算法在0-1背包问题求解上的有效... 根据群集智能优化原理,给出了一种基于萤火虫寻优思想的新算法———萤火虫群优化算法,并针对0-1背包问题进行求解。经仿真实验并与蜂群算法、蚁群算法和微粒群算法进行了比较,获得了满意的结果,这说明了算法在0-1背包问题求解上的有效性和具有更快的收敛速度,拓展了萤火虫群优化算法的应用领域。 展开更多
关键词 萤火虫群优化算法 0-1背包问题 组合优化 群集智能
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基于蚁群优化算法的0-1背包问题求解 被引量:24
17
作者 胡小兵 黄席樾 《系统工程学报》 CSCD 北大核心 2005年第5期520-523,529,共5页
蚁群优化算法在求解旅行商问题、指派问题、Job-shop调度问题和网络路由问题等获得了极大的成功.将蚁群优化算法应用于0-1背包问题,首先将0-1背包问题表示成相应的构造图,并针对该图设计了两个状态转移公式,蚂蚁根据这两个状态转移公式... 蚁群优化算法在求解旅行商问题、指派问题、Job-shop调度问题和网络路由问题等获得了极大的成功.将蚁群优化算法应用于0-1背包问题,首先将0-1背包问题表示成相应的构造图,并针对该图设计了两个状态转移公式,蚂蚁根据这两个状态转移公式在带权图中移动直到死亡.此时,蚂蚁所走过的路径即构成背包问题的一个可行解.仿真实验对该算法的参数进行了讨论,再与遗传算法进行比较,结果显示该算法具有较高的性能. 展开更多
关键词 01背包问题 蚁群优化算法 组合优化
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求解0-1背包问题的量子蚁群算法 被引量:17
18
作者 何小锋 马良 《计算机工程与应用》 CSCD 北大核心 2011年第16期29-31,共3页
0-1背包问题是组合优化中经典的NP难题,在蚁群算法的基础上结合量子计算提出一种求解0-1背包问题的量子蚁群算法。算法采用量子比特表示信息素,用量子旋转门来更新信息素。大量数据实例的比较测试表明,算法可有效提高蚂蚁算法的性能,减... 0-1背包问题是组合优化中经典的NP难题,在蚁群算法的基础上结合量子计算提出一种求解0-1背包问题的量子蚁群算法。算法采用量子比特表示信息素,用量子旋转门来更新信息素。大量数据实例的比较测试表明,算法可有效提高蚂蚁算法的性能,减少搜索时间,具有更好的全局寻优能力。 展开更多
关键词 蚁群算法 量子计算 0-1背包问题
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0-1背包问题的一种新解法 被引量:6
19
作者 石海鹤 揭安全 薛锦云 《计算机工程》 CAS CSCD 北大核心 2008年第17期37-38,49,共3页
针对目前求解0-1背包问题算法的优缺点,开发了一种新的非递归算法。从计算0-1背包问题最优值的递归方程出发,使用形式推导技术及序列抽象数据类型。在开发出循环不变式的同时,归纳得到用抽象程序设计语言Apla描述的非递归算法,并形式化... 针对目前求解0-1背包问题算法的优缺点,开发了一种新的非递归算法。从计算0-1背包问题最优值的递归方程出发,使用形式推导技术及序列抽象数据类型。在开发出循环不变式的同时,归纳得到用抽象程序设计语言Apla描述的非递归算法,并形式化证明了其正确性,在相关工具及部件库的支持下进一步得到C++程序。理论分析和实验结果表明,该算法的时间耗费受背包容量变化的影响很小,是一种有效的方案。 展开更多
关键词 0-1背包问题 非递归算法 循环不变式
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多目标0-1背包问题的元胞竞争决策算法 被引量:6
20
作者 熊小华 宁爱兵 马良 《计算机应用研究》 CSCD 北大核心 2010年第10期3680-3682,3700,共4页
为求解多目标0-1背包问题,基于竞争决策算法原理和多目标优化问题的特性,提出了一种求解多目标0-1背包问题的元胞竞争决策算法。将元胞自动机演化规则引入竞争决策算法,给出了算法的具体描述,并使用Delphi7.0实现了算法的具体步骤。为... 为求解多目标0-1背包问题,基于竞争决策算法原理和多目标优化问题的特性,提出了一种求解多目标0-1背包问题的元胞竞争决策算法。将元胞自动机演化规则引入竞争决策算法,给出了算法的具体描述,并使用Delphi7.0实现了算法的具体步骤。为了提高多目标非劣解(Pareto解)的分布性和多样性,利用全局经验作为指导,在最稀疏的Pareto解附近进行邻域搜索。经过大量数据测试和验证,该算法具有真实的Pareto前沿逼近效果,是一种多目标优化问题的有效方法。 展开更多
关键词 竞争决策算法 多目标 0-1背包问题 元胞自动机
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