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《算法技术手册》近似算法

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近似算法寻找的是接近,但并不一定要是完全正确的答案。总的来说就是一个权衡:牺牲结果的准确性,换取更短的运行时间。

当完全正确的结果并不必要,而较好的答案就可以接受时,就可以考虑以准确性为代价来提高解决问题的速度,旅行商问题(TSP)就是这样一个典例。旅行商问题是指,给定一个需要走访的城市集合以及每对城市之间的距离,如何找到一条最短的旅游路线:从某个城市开始,走遍每一个城市,且每个只经过一次,最后回到这个城市。这是计算机科学所有问题中研究最深入的问题之一,不太可能存在一个多项式复杂度的算法能够解决TSP问题。也就是说,没有算法能够以O(nK)的复杂度解决,其中K是固定的某个整数。它属于NP-hard问题,人们坚信这类问题天生就很难找到完全正确的答案。

但是,假设各城市间的距离满足三角形不等式(对于a、b、c三个点来说,a到b之间的距离不会大于a到c的距离加上c到b的距离)。Christofides(1976)设计了一种有效的解决算法能够找到一条较短路径,而这条路径不会长过最短路径50%。