启发式优化算法理论及应用
这是一本与启发式算法相关、兼具基础理论阐述与学术入门指导的教材。

作者:邹晔、刘利枚、周鲜成、姚雨晴、吴兴宇

丛书名:大数据与人工智能技术丛书

定价:59元

印次:1-2

ISBN:9787302644156

出版日期:2023.10.01

印刷日期:2024.09.24

图书责编:董柳吟

图书分类:教材

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本书系统、全面地介绍了用于求解**化问题的10种智能启发式算法的基本思想、设计原理及应用案例,分别为遗传算法、蚁群算法、模拟退火算法、禁忌搜索算法、大邻域搜索算法、变邻域搜索算法、迭代局部搜索算法、粒子群算法、人工免疫算法及人工神经网络。 本书可作为高等院校计算机科学与技术、人工智能等理工类相关专业本科生及研究生教材,也可作为物流管理、经济管理等管理类相关专业本科生及研究生教材。

邹晔(1991-),女,博士,湖南工商大学前沿交叉学院讲师。于2020年毕业于华中科技大学,获管理科学与工程专业博士学位,主要从事组合优化问题、深度强化学习、智能算法设计等研究。近年来,主持湖南省教育厅优秀青年项目1项、湖南省自然科学基金青年基金项目1项,并在Computers & Industrial Engineering、International Journal of Sustainable Transportation、《中国安全科学学报》、《公路交通科技》、《软科学》以及《中国安全生产科学技术》等国内外知名期刊发表多篇学术论文。于2021年带领学生团队参加大学生创新创业训练计划项目并获得省级立项。

前言 启发式优化算法是相对于精确算法而言的。一个问题的精确算法,是指求得该问题的精确解,而启发式算法则是基于直观或经验所构造的算法,在可接受的成本(计算时间、占用内存等)下寻找最优解,但不一定能保证所得解的可行性和精确性。启发式算法一般具有严密的理论依据,而不是仅凭专家经验,理论上可在一定时间内找到精确解或近似精确解。 启发式算法的兴起源于实际问题的需要。随着20世纪70年代算法复杂性理论的完善,人们不再强调花费大量的时间求得精确解,只要能在较短的时间内求得相对较好的结果,也可以接受。因此,20世纪80年代初兴起的启发式优化算法在当今得到了巨大的发展。 本书第1章对最优化方法的求解对象即最优化问题的定义及分类进行了介绍,并分析了最优化方法的特点及其分类,再重点介绍最优化方法之一的启发式算法的定义及特点。第2章介绍了遗传算法的思想及特点、设计原则,并重点分析了遗传算法在01背包问题、函数极值问题、旅行商问题、带时间窗的车辆路径问题及机器学习领域中的应用。第3章介绍了蚁群算法的思想及特点,并重点分析了蚁群算法在旅行商问题及函数极值问题中的应用。第4章首先介绍了模拟退火算法的 思想及特点、设计原则,然后介绍了该算法在经典优化问题如旅行商问题、图像处理等问题中的应用,并针对该算法在实际问题如电商物流配送问题、登机口分配问题中的具体应用进行了分析。第5章首先介绍了禁忌搜索算法的基本思想,然后介绍了该算法各个组成模块如初始解、邻域、禁忌表等的设计思路,最后重点分析了禁忌搜索算法在旅行商问题、双层级医疗设施选址问题及机场外航服务人员班型生成问题...

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目录

第1章绪论

1.1最优化问题定义及分类

1.1.1最优化问题定义

1.1.2最优化问题分类

1.2最优化方法特点及分类

1.2.1最优化方法特点

1.2.2最优化方法分类

1.3启发式算法定义及特点

1.3.1启发式算法定义

1.3.2启发式算法特点

1.4本章小结

1.5习题

第2章遗传算法

2.1遗传算法思想及特点

2.1.1算法思想

2.1.2算法特点

2.2遗传算子

2.2.1选择算子

2.2.2交叉算子

2.2.3变异算子

2.3遗传算法设计原则

2.3.1适应度和初始群体选取原则

2.3.2参数设计原则

2.4遗传算法的应用

2.4.1遗传算法在01背包问题中的应用

2.4.2遗传算法在函数极值问题中的应用

2.4.3遗传算法在旅行商问题中的应用

2.4.4遗传算法在机器学习中的应用

2.4.5遗传算法在其他领域中的应用

2.5本章小结

2.6习题

第3章蚁群算法

3.1蚁群算法思想及特点

3.1.1算法思想

3.1.2算法特点

3.2蚁群算法的应用

3.2.1蚁群算法在旅行商问题中的应用

3.2.2蚁群算法在函数极值问题中的应用

3.3本章小结

3.4习题

第4章模拟退火算法

4.1模拟退火算法思想及特点

4.1.1算法思想

4.1.2算法特点

4.2模拟退火算法设计原则

4.3模拟...

本书系统全面地介绍了用于求解**化问题的10种智能启发式算法,即遗传算法、蚁群算法、模拟退火算法、禁忌搜索算法、大邻域搜索算法、变邻域搜索算法、迭代局部搜索算法、粒子群算法、人工免疫算法以及人工神经网络。本书可作为高等院校管理科学与工程、物流管理、经济管理等管理类相关专业本科生及研究生的教材,也可作为计算机科学与技术、人工智能等理工类相关专业本科生及研究生的教材。