Algoritmo de pesquisa local (Local Search) em Java

O algoritmo de busca local é uma técnica de busca em Java programação que se concentra na otimização de soluções pesquisando nas proximidades da solução atual. Em vez de pesquisar todo o espaço de soluções, o algoritmo concentra-se em encontrar soluções em uma “vizinhança” menor.

Como funciona o algoritmo de pesquisa local

O algoritmo parte de uma solução inicial e tenta continuamente melhorá-la, buscando soluções melhores nas proximidades. O algoritmo itera por soluções próximas e seleciona a melhor solução entre elas.

Vantagens e desvantagens do algoritmo de pesquisa local

Vantagens:

• Eficiência: O algoritmo geralmente opera mais rápido em espaços de problemas maiores, procurando estados próximos em vez de todo o espaço.
• Integração: pode ser combinada com outros métodos para melhorar o desempenho da pesquisa.

Desvantagens:

• Ótimo Local: O algoritmo pode convergir para um ponto ótimo local sem encontrar a solução global.

Exemplo e explicação

Um exemplo real do algoritmo de pesquisa local é a otimização de uma rota de tráfego. Vamos ver como esse algoritmo funciona:

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;  
    }  
}  

No exemplo acima, usamos o Algoritmo de Pesquisa Local para otimizar uma solução numérica. O algoritmo pesquisa nas proximidades da solução atual, alterando um passo fixo e verifica se a nova solução é melhor. O resultado é que o algoritmo encontra progressivamente uma solução melhor ao longo do tempo.