Метод ветвей и границ
Материал из Википедии — свободной энциклопедии
Метод ветвей и границ — метод решения переборных задач.
В основе этого метода лежит идея последовательного разбиения множества допустимых решений на подмножества (стратегия «разделяй и властвуй»). Метод ветвей и границ — общий алгоритмический метод для нахождения оптимальных решений различных задач оптимизации, особенно дискретной и комбинаторной оптимизации. Метод был сначала предложен A. H. Land и A. G. Doig в 1960 г. для решения задач целочисленного линейного программирования.
[править] Общее описание
Общая идея метода может быть описана на примере нахождения решения задачи минимизации функции f(x) по множеству допустимых решений x. Как f, так и x могут быть произвольными. Метод ветвей и границ использует две процедуры: ветвление и нахождение оценок (границ). Ветвление покрывает область допустимых решений областями допустимых решений меньших размеров. Процедура называется ветвлением, так как она повторяется рекурсивным образом далее к каждой из полученных подобластей, образуя дерево, называемое деревом поиска или деревом ветвей и границ. Вершины этого дерева соответствуют построенным подобластям. Другая процедура — нахождение оценок, которая является быстрым методом нахождения верхних и нижних границ оптимального решения в подобласти допустимых решений.
В основе метода ветвей и границ лежит простое наблюдение, что если нижняя граница для подобласти A дерева поиска больше, чем верхняя граница какой-либо ранее просмотренной подобласти B, то A может быть исключена из дальнейшего рассмотрения. Это обычно выполняется с помощью глобальной переменной m, в которой запоминается минимальная верхняя граница, полученная для всех просмотренных до настоящего времени вариантах; любая вершина дерева поиска, нижняя граница которой больше m, может быть исключена из дальнейшего рассмотрения.