Algoritmo de búsqueda local (Local Search) en Java

El algoritmo de búsqueda local es una técnica de búsqueda en Java programación que se centra en optimizar soluciones buscando dentro de las proximidades de la solución actual. En lugar de buscar en todo el espacio de soluciones, el algoritmo se concentra en encontrar soluciones en un "vecindario" más pequeño.

Cómo funciona el algoritmo de búsqueda local

El algoritmo parte de una solución inicial y trata continuamente de mejorarla buscando mejores soluciones en las cercanías. El algoritmo itera a través de soluciones cercanas y selecciona la mejor solución entre ellas.

Ventajas y desventajas del algoritmo de búsqueda local

Ventajas:

  • Eficiencia: el algoritmo a menudo opera más rápido en espacios problemáticos más grandes al buscar estados cercanos en lugar de todo el espacio.
  • Integración: se puede combinar con otros métodos para mejorar el rendimiento de la búsqueda.

Desventajas:

  • Optima local: el algoritmo puede converger a un punto óptimo local sin encontrar la solución global.

Ejemplo y explicación

Un ejemplo real del algoritmo de búsqueda local es la optimización de una ruta de tráfico. Veamos cómo funciona este algoritmo:

import java.util.*;  
  
public class LocalSearchExample {  
    static double evaluateSolution(double[] solution) {  
        // Function to evaluate the quality of a solution  
        // Lower value indicates a better solution  
        return 1.0 /(1.0 + solution[0] + solution[1]);  
    }  
  
    static double[] localSearch(double[] initialSolution, double stepSize, int maxIterations) {  
        double[] currentSolution = Arrays.copyOf(initialSolution, initialSolution.length);  
        double currentEvaluation = evaluateSolution(currentSolution);  
  
        for(int i = 0; i < maxIterations; i++) {  
            double[] nextSolution = Arrays.copyOf(currentSolution, currentSolution.length);  
            nextSolution[0] += stepSize;  
            double nextEvaluation = evaluateSolution(nextSolution);  
  
            if(nextEvaluation < currentEvaluation) {  
                currentSolution = nextSolution;  
                currentEvaluation = nextEvaluation;  
            } else {  
                stepSize /= 2;  
            }  
        }  
  
        return currentSolution;  
    }  
}  

En el ejemplo anterior, utilizamos el algoritmo de búsqueda local para optimizar una solución numérica. El algoritmo busca cerca de la solución actual alterando un paso fijo y comprueba si la nueva solución es mejor. El resultado es que el algoritmo encuentra progresivamente una mejor solución con el tiempo.