QQ登录

只需要一步,快速开始

 注册地址  找回密码
查看: 77622|回复: 478
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 )
    5 G8 _+ T/ G0 U3 Y' J7 x8 N8 A* A; S* E" L
             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。
    ! _) E  T* L! I- Y- F( M8 d9 S$ B8 @
             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。8 b/ I' H6 s4 L% P9 q
    + p  b- @. H& R! ^8 B6 o1 |' y5 K
    6 F. x6 Z& n4 ]1 C
    二. 模拟退火(SA,Simulated Annealing)思想
    8 m" |- D0 P2 e- @. `9 }$ K8 o! v$ [9 _0 E
             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。
    2 n4 q. ~# t* v! E1 O0 M6 W2 ~
    ; H% X: B4 x+ P  H: y' B$ h         模拟退火算法描述:4 a9 M: x% x% O
    ' i$ g% Z+ R1 O& c" b
             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& ^4 a- W& O# L9 f& `
    6 r1 O% m: V7 N* K6 f9 c
             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)
    ( `# R- |1 \! L" I1 w" t+ T5 K1 _& ?7 a6 ~3 k- ?0 @0 i3 o
      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。
    4 Q3 d6 b0 ]0 E- @4 I$ l/ Z5 ]7 N% m+ e* H- L# B$ r
      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:
    9 _4 R. H  j' H# |- ^
    1 r; F3 P1 y; X4 N    P(dE) = exp( dE/(kT) )
    9 m8 H# Z, }" q$ g" j! \' U! x
    " ]& ~* T' j' d/ Y) \  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) 。
    9 ^* Y* B5 S, d: u* K5 F: R9 l/ Y* s1 C1 v
      随着温度T的降低,P(dE)会逐渐降低。
    % [% D) l& Q) T! {+ y1 C3 W9 q- V+ p. e) {8 X
      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。
    6 d+ T2 r. V; M5 @3 k0 N# i% q& _# ^' n2 L3 L/ b
      关于爬山算法与模拟退火,有一个有趣的比喻:
    5 m' Z! i! F2 t* D* H& B7 g- m4 n. c4 D* V$ g; ^5 y
      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。
    9 B0 m/ D$ O* U
    $ K, N' S% L& I0 Z8 s  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3 K; x0 T6 N! d+ p0 z

    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, 2025-10-12 19:06 , Processed in 0.872340 second(s), 109 queries .

    回顶部