ヒューリスティックアルゴリズムと近似アルゴリズムの違いは何ですか?


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以下の状況で問題があります。

私はこのような数値の2つの配列を持っています:

index/pos     0   1   2   3   4   5   6   7   8   9  10  11  12  13  14  15 
Array 1(i):   1   2   3   4   7   5   4   3   7   6   5   1   2   3   4   2
Array 2(j):   4   4   8  10  10   7   7  10  10  11   7   4   7   7   4

ここで、2番目の配列の計算が非常に難しいと仮定しますが、追加すると

A [i] + A [i + 1]

配列1では、配列2の数値A [j]に非常に近い数値が得られます。

  1. 私のソリューションはヒューリスティックですか、それとも近似ですか?

  2. このアルゴリズムを使用してA [j]の値を+ -xオーバーシュートさせず、それを証明できると信じる理由があった場合、私の解決策はヒューリスティックまたは近似でしょうか?

多項式時間で解を得ることができるが、入力が多時間アルゴリズムが実用的であるには大きすぎる場合、Pクラス問題のヒューリスティック対近似の質問を扱う文献はありますか?

ありがとうございました


最初に、アプローチが近似であるかどうかを判断するために、近似する対象を定義する必要があります。
Dan

あなたが解決しようとしている最適化問題は正確には何ですか?それがわかったら、境界を証明するとヒューリスティックは近似になります。さらに、(私が知っている)近似アルゴリズムを持つPの唯一の(古典的な、つまり非ストリーミング)問題は、max-flowアルゴリズムです。
Nicholas Mancuso 2013年

わかりましたので、計算したいのは2番目の配列内の数値です。しかし、これには時間がかかりすぎますが、配列1の2つの連続する値を一緒に追加すると、問題がなく、推定が常に+ -x以内であることを証明できることがわかりました。A [j]を計算するための初期
アルゴリズム

2番目の配列の数値を計算したいのですが、最適化問題の定式化は何ですか。与えられたXがZの制約の下でYを計算します。任意の関数を計算したいと言っても助けにはなりません。
Nicholas Mancuso 2013年

あなたのソリューションはヒューリスティックの完璧な例です!
ビョルンLindqvist

回答:


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ヒューリスティックは、本質的に勘で、つまり、あなたは(あなたが持っていない、「私はそれが近くにある気づいた」記述する場合の証明、それはそうですが)ヒューリスティックです。巡回セールスマンの問題を解決するには、ランダムな頂点から開始し、まだ各ステップを訪問していない最も近い頂点に移動します。それはもっともらしい考えであり、あまりにも悪い解決策を与えるべきではありません。この場合、それが常に良い解決策を与えるわけではないことを示すことができます。

近似アルゴリズムは、通常、いくつかのパフォーマンスの保証のようなもの(すなわち、それはTSPを解決し、総コストは2倍以上にすることによりオフになることはありませんし、近似解を与えることを理解され、より良いか、それはTSPを解決し、 <変化する可能性のあるいくつかのパラメーター>に応じて、解は因数で最適より悪くなることはありません。ここで、は<parameters>に依存します)。1+ϵϵ


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悪いサンプルを使用しました。TSPは近似するのが難しいため、TSPのPTASはありません。また、TSPの2近似はありません。多項式時間がある場合、TSPの2近似は簡単に表示できます。TSPの2近似は、ハミルトニアンサイクル問題を解くための多項式時間アルゴリズムがあります。 、私はあなたが特別なケースであるメトリックTSPを意味すると思いますが、このケースにはまだPTASがありません(そしてP = NP以外のPTASを持つことは不可能であることが証明されています)。私はこれについて話すために箱詰めを選ぶことを提案します。(または他の簡単な問題)。

@SaeedAmiri、それは単に説明目的のためでした。おそらく(あなたが述べているように)最良の例ではありませんが、問題は理解しやすいです。コメントをありがとう。
フォンブランド2013年

それで、これが間違った例であると理解したら、なぜそれを修正しないのですか?

P=NP

P=NPPNP

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ウィキペディアで、ヒューリスティックに関するこの非常に興味深い答えを見ることができます。

「ヒューリスティックは、古典的な方法が遅すぎる場合に問題をより迅速に解決するために設計された手法です。ヒューリスティックの目的は、目前の問題を解決するのに十分なソリューションを迅速に作成することです。」

ヒューリスティックは理論または実験の経験から派生する可能性がありますが、近似アルゴリズムには確かな理論の基盤があります(証明可能なソリューション)。


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