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Ricerca locale

Prerequisiti

Obiettivi

Alla fine di questo capitolo saremo in grado di:

  • definire gli intorni del KP, del BPP, del TSP e di \(P\,||\,C_{\max}\);

  • eseguire una ricerca locale con le regole first improvement e best improvement;

  • valutare una mossa in modo incrementale, in \(O(1)\) per la mossa 2-opt;

  • uscire da un plateau con un obiettivo ausiliario, e gestire le soluzioni non ammissibili con una penalità;

  • combinare più intorni (variable neighbourhood descent) e più ripartenze (multi-start).

31.1 Ricerca locale

Definizione 31.1: Ricerca locale

Dato un intorno \(N\), una ricerca locale (indicata con \(LS\)) è un'euristica di miglioramento. Parte da una soluzione ammissibile e, a ogni iterazione, cerca nell'intorno della soluzione corrente una soluzione migliore. Se la trova, si sposta su di essa e ripete; se nessun vicino è migliore, la soluzione corrente è un ottimo locale rispetto a \(N\) e la ricerca si ferma.

  • L'intorno \(N(S)\) di una soluzione ammissibile \(S\), la mossa da \(S\) a un vicino e l'ottimo locale rispetto a \(N\) sono definiti nel capitolo «Algoritmi euristici: definizioni».

Una ricerca locale migliora una soluzione ammissibile spostandosi da una soluzione a un vicino migliore, e si ferma in un ottimo locale rispetto a \(N\).

  • Panoramica

    Ricerca locale

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  • 31.2 I problemi, le ipotesi e le soluzioni di partenza

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  • Ricerca locale: lo schema · Intorni per i quattro problemi

    KP: flip e swap · BPP: move e swap · TSP: 2-opt e Or-opt · P\,||\,Cmax: move e swap · Riepilogo

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  • 31.5 First improvement e best improvement

    Best improvement · Confronto

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  • 31.6 Valutare una mossa in modo incrementale

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  • 31.7 TSP: 2-opt e Or-opt

    La ricerca locale Or-opt · First e best improvement su un'istanza media · 3-opt e Lin–Kernighan

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  • 31.8 \(P\,||\,C_{\max}\): move e swap

    La ricerca locale swap

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  • 31.9 Paesaggi piatti e obiettivi ausiliari

    L'obiettivo ausiliario · La ricerca locale move per il BPP · La ricerca locale swap per il BPP · Proprietà dell'obiettivo ausiliario · Esempi

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  • 31.10 KP: ammissibilità e penalità

    Penalizzare il peso in eccesso

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  • 31.11 Variable neighbourhood descent

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  • 31.12 Ricerca locale multi-start

    Che cosa dà la ricerca locale, e che cosa non dà

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  • Errori tipici · In sintesi

    In sintesi

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Avanti: 31.2 I problemi, le ipotesi e le soluzioni di partenza


Esercizi su questo capitolo: Ricerca locale

Nel laboratorio interattivo: TSP: nearest neighbour e 2-opt.