QQ登录

只需要一步,快速开始

 注册地址  找回密码
查看: 81303|回复: 494
打印 上一主题 下一主题

[已经解决] 关于模拟退火通俗解释

  [复制链接]
字体大小: 正常 放大
jaypu1991        

8

主题

5

听众

288

积分

升级  94%

  • TA的每日心情

    2012-2-25 00:11
  • 签到天数: 95 天

    [LV.6]常住居民II

    跳转到指定楼层
    1#
    发表于 2011-8-7 01:05 |只看该作者 |倒序浏览
    |招呼Ta 关注Ta
    一. 爬山算法 ( Hill Climbing )
    ! Z- c% o- _; ]) b/ x  N
    8 b& Z7 Y2 ?$ u, P) S  D         介绍模拟退火前,先介绍爬山算法。爬山算法是一种简单的贪心搜索算法,该算法每次从当前解的临近解空间中选择一个最优解作为当前解,直到达到一个局部最优解。, M- g  U- G. I; k; c3 C; z

    ) R* F0 y6 y+ }% u' w: m         爬山算法实现很简单,其主要缺点是会陷入局部最优解,而不一定能搜索到全局最优解。如图1所示:假设C点为当前解,爬山算法搜索到A点这个局部最优解就会停止搜索,因为在A点无论向那个方向小幅度移动都不能得到更优的解。& M. o1 ]4 q- T/ U) @6 f

    , E9 X" H& N( r5 d- w9 a9 V
    8 z% E9 m% H* F' ^二. 模拟退火(SA,Simulated Annealing)思想( v& L7 g8 X- S1 Z4 u3 O7 t. X, c

    * v% Q* H  l) I8 E6 |% m/ H         爬山法是完完全全的贪心法,每次都鼠目寸光的选择一个当前最优解,因此只能搜索到局部的最优值。模拟退火其实也是一种贪心算法,但是它的搜索过程引入了随机因素。模拟退火算法以一定的概率来接受一个比当前解要差的解,因此有可能会跳出这个局部的最优解,达到全局的最优解。以图1为例,模拟退火算法在搜索到局部最优解A后,会以一定的概率接受到E的移动。也许经过几次这样的不是局部最优的移动后会到达D点,于是就跳出了局部最大值A。
    ! {- w! S; a& K6 d& N- z: B$ n2 t' @
             模拟退火算法描述:
    * j& h) i8 u# X/ R0 [" Y- H9 Z, a! r2 I; [0 R; }# N' O" d
             若J( Y(i+1) )>= J( Y(i) )  (即移动后得到更优解),则总是接受该移动
    & ~+ J0 n- K3 E6 c5 l6 n7 P+ g; |- |8 A( n, }* I9 L% Q
             若J( Y(i+1) )< J( Y(i) )  (即移动后的解比当前解要差),则以一定的概率接受移动,而且这个概率随着时间推移逐渐降低(逐渐降低才能趋向稳定)& f( M4 ?  {! e1 g3 w
    * w6 E7 c- f6 O* f) ]
      这里的“一定的概率”的计算参考了金属冶炼的退火过程,这也是模拟退火算法名称的由来。1 @2 C$ w; |+ }& l  H5 J( H+ a' M

    ! s! _$ z; n! G. i  根据热力学的原理,在温度为T时,出现能量差为dE的降温的概率为P(dE),表示为:4 {1 a: x% n9 y! C6 G& X, d
    ) ]$ Y0 O9 `" u4 X% H) O
        P(dE) = exp( dE/(kT) )
    $ I+ e) T( A) Q, P. `' w
    , |5 ]9 {' d* C5 B& |) a. x* n  其中k是一个常数,exp表示自然指数,且dE<0。这条公式说白了就是:温度越高,出现一次能量差为dE的降温的概率就越大;温度越低,则出现降温的概率就越小。又由于dE总是小于0(否则就不叫退火了),因此dE/kT < 0 ,所以P(dE)的函数取值范围是(0,1) 。$ @" D) v" K3 o7 P3 z

    . R3 |8 G: X* _0 n9 p" D6 m3 S  随着温度T的降低,P(dE)会逐渐降低。, y& ?0 b, H  t/ X! T& k9 B$ o' a

    + T) |' x% S  T! \2 q  我们将一次向较差解的移动看做一次温度跳变过程,我们以概率P(dE)来接受这样的移动。
    . B# T) d3 P5 ~! w
    8 O/ T0 J2 n1 j$ C2 y  关于爬山算法与模拟退火,有一个有趣的比喻:
    1 s! t. |3 p& m( n- Z8 n5 p! O! z
    7 x6 a, g$ z9 F' ]5 l0 H4 J  爬山算法:兔子朝着比现在高的地方跳去。它找到了不远处的最高山峰。但是这座山不一定是珠穆朗玛峰。这就是爬山算法,它不能保证局部最优值就是全局最优值。: `7 m' p: _( o6 n7 N* t0 c
    . C+ y/ s7 \/ S9 w' R
      模拟退火:兔子喝醉了。它随机地跳了很长时间。这期间,它可能走向高处,也可能踏入平地。但是,它渐渐清醒了并朝最高方向跳去。这就是模拟退火。

    点评

    qfdzxx  赞一个。  发表于 2016-7-22 14:35
    awillow  厉害  发表于 2015-12-13 11:35
    尜丹  总评分: 体力 + 5 查看全部评分  发表于 2015-4-26 11:34
    角落书桌  好  发表于 2015-2-5 18:25
    zan
    转播转播0 分享淘帖0 分享分享7 收藏收藏13 支持支持27 反对反对0 微信微信

    0

    主题

    3

    听众

    9

    积分

    升级  4.21%

  • TA的每日心情
    无聊
    2011-8-6 23:44
  • 签到天数: 1 天

    [LV.1]初来乍到

    好东西 顶一个/ K6 n  o) w7 A/ R/ K

    点评

    尜丹  总评分: 体力 + 5 查看全部评分  详情 回复 发表于 2015-4-26 11:34
    尜丹  总评分: 体力 + 5 查看全部评分  发表于 2015-4-26 11:34
    尜丹  总评分: 体力 + 5 查看全部评分  详情 回复 发表于 2015-4-26 11:34
    尜丹  总评分: 体力 + 5 查看全部评分  详情 回复 发表于 2015-4-26 11:34
    天地一号  好吧!!!!!!!!!!!!!!!!!!!  发表于 2013-8-8 08:25
    回复

    使用道具 举报

    马拥华 实名认证       

    12

    主题

    7

    听众

    157

    积分

    升级  28.5%

  • TA的每日心情
    开心
    2011-11-3 12:53
  • 签到天数: 32 天

    [LV.5]常住居民I

    回复

    使用道具 举报

    0

    主题

    3

    听众

    278

    积分

    升级  89%

  • TA的每日心情
    开心
    2012-4-12 18:44
  • 签到天数: 57 天

    [LV.5]常住居民I

    回复

    使用道具 举报

    luuuz        

    0

    主题

    2

    听众

    32

    积分

    升级  28.42%

  • TA的每日心情
    开心
    2011-9-8 08:19
  • 签到天数: 5 天

    [LV.2]偶尔看看I

    群组数学建摸协会

    回复

    使用道具 举报

    36

    主题

    3

    听众

    1734

    积分

    升级  73.4%

  • TA的每日心情
    开心
    2015-7-2 19:17
  • 签到天数: 300 天

    [LV.8]以坛为家I

    群组2012第三期美赛培训

    回复

    使用道具 举报

    啾啾 实名认证       

    0

    主题

    3

    听众

    29

    积分

    升级  25.26%

  • TA的每日心情
    开心
    2011-12-1 18:20
  • 签到天数: 9 天

    [LV.3]偶尔看看II

    回复

    使用道具 举报

    dailifeng 实名认证       

    0

    主题

    3

    听众

    40

    积分

    升级  36.84%

  • TA的每日心情

    2011-10-4 19:00
  • 签到天数: 10 天

    [LV.3]偶尔看看II

    群组Matlab讨论组

    回复

    使用道具 举报

    dailifeng 实名认证       

    0

    主题

    3

    听众

    40

    积分

    升级  36.84%

  • TA的每日心情

    2011-10-4 19:00
  • 签到天数: 10 天

    [LV.3]偶尔看看II

    群组Matlab讨论组

    回复

    使用道具 举报

    0

    主题

    0

    听众

    2

    积分

    升级  40%

    该用户从未签到

    回复

    使用道具 举报

    您需要登录后才可以回帖 登录 | 注册地址

    qq
    收缩
    • 电话咨询

    • 04714969085
    fastpost

    关于我们| 联系我们| 诚征英才| 对外合作| 产品服务| QQ

    手机版|Archiver| |繁體中文 手机客户端  

    蒙公网安备 15010502000194号

    Powered by Discuz! X2.5   © 2001-2013 数学建模网-数学中国 ( 蒙ICP备14002410号-3 蒙BBS备-0002号 )     论坛法律顾问:王兆丰

    GMT+8, 2026-6-13 05:56 , Processed in 0.488530 second(s), 110 queries .

    回顶部