Helyi keresési (Local Search) algoritmus be Java

A helyi keresési algoritmus egy olyan keresési technika a programozásban Java, amely a megoldások optimalizálására összpontosít az aktuális megoldás közelében történő kereséssel. Ahelyett, hogy a teljes megoldási teret keresné, az algoritmus egy kisebb "környéki" megoldásra koncentrál.

Hogyan működik a helyi keresési algoritmus

Az algoritmus egy kezdeti megoldásból indul ki, és folyamatosan igyekszik javítani, jobb megoldásokat keresve a közelben. Az algoritmus iterál a közeli megoldásokon, és kiválasztja közülük a legjobb megoldást.

A helyi keresési algoritmus előnyei és hátrányai

Előnyök:

• Hatékonyság: Az algoritmus gyakran gyorsabban működik nagyobb problématerekben, ha a teljes tér helyett közeli állapotokat keres.
• Integráció: Kombinálható más módszerekkel a keresési teljesítmény fokozása érdekében.

Hátrányok:

• Helyi optimum: Az algoritmus a globális megoldás megtalálása nélkül konvergálhat egy lokális optimális ponthoz.

Példa és magyarázat

A Helyi keresési algoritmus valós példája a közlekedési útvonalak optimalizálása. Nézzük meg, hogyan működik ez az algoritmus:

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;  
    }  
}  

A fenti példában a Helyi keresési algoritmust használjuk a numerikus megoldás optimalizálására. Az algoritmus az aktuális megoldás közelében keres egy rögzített lépést megváltoztatva, és ellenőrzi, hogy az új megoldás jobb-e. Az eredmény az, hogy az algoritmus idővel fokozatosan jobb megoldást talál.