从入门到精通:LKH (Lin-Kernighan-Helsgaun) 求解器深入解析与实践,完美解决TSP问题

1. 引言:

在旅行商问题(TSP)的解决方法中,LKH(Lin-Kernighan-Helsgaun)求解器因其卓越的性能而备受瞩目。作为一种启发式方法,LKH结合了k-opt移动的策略,成功地为TSP问题提供了高效的解决方案。本文将为大家详细介绍LKH的基本原理,以及如何利用它解决实际的TSP问题。

2. 旅行商问题(TSP)简介:

旅行商问题,也称为TSP问题,是组合优化中的经典问题。简单来说,它是这样描述的:给定一组城市和每对城市之间的距离,寻找一个最短的可能的路线,使得旅行者访问每个城市一次并返回出发城市。

举个简单的例子,假设有4个城市,城市之间的距离如下:

A-B: 10
A-C: 15
A-D: 20
B-C: 35
B-D: 25
C-D: 30

TSP问题的目标就是找到一个路径,使得从一个城市开始,经过所有的城市一次,并回到起始城市的总距离最短。

3. LKH 求解器的起源:

LKH求解器是基于Lin-Kernighan启发式的一个改进实现。它由Keld Helsgaun进一步优化,这也是其名称中“H”来源。Lin和Kernighan首先提出了k-opt技术,它是一种启发式方法,用于在TSP解空间中进行有效的搜索。Helsgaun对原始的Lin-Kernighan算法进行了一些改进,使其性能更为出色。

4. k-opt移动的基本原理

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