Thuyết trình Tìm hiểu và ứng dụng giải thuật Heuristic trong một số bài toán

PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
KHOA HỌC TRONG TIN HỌC
“Tìm hiểu và ứng dụng giải thuật
Heuristic trong một số bài toán”
HV : Bùi Duy Linh
Lớp : CHK7
1
Thuật ngữ Heuristic xuất phát từ tiếng Hy
Lạp là ″heuriskein″ có nghĩa là ″tìm kiếm″
hoặc ″phát minh″. Chắc chắn chúng ta vẫn
còn nhớ câu chuyện về nhà bác học
Archimedes. Khi phát hiện ra định luật về
trọng lượng riêng, ông đã trần truồng chạy
ra đường và kêu lớn ″tôi tìm ra rồi″. Thực
ra, lúc đó ông đã kêu lên ″heureka″, về sau
này người ta đổi từ này thành ″eureka″. .
I. Giới thiệu về thuật toán Heuristic
2
II.Ứng dụng Heuristic trong một số bài toán
1. Bài toán người đưa thư
1. Mô tả bài toán
2. Cài đặt
3. Kết luận
2. Bài toán tô màu cho đồ thị
1. Mô tả bài toán
2. Cài đặt thuật toán
3
1. Bài toán người đưa thư
1. Giới thiệu :
Bài toán: Để tiết kiệm thời gian đi đưa thư trong một
địa phương. Người đưa thư phải đi qua tất cả các

điểm cần phát thư rồi trở về vị trí ban đầu với
đường đi ngắn nhất. Bài toán có thể phát biểu lại
như sau:
Giả sử có một đồ thị có trọng số dương,
tìm đường đi ngắn nhất qua tất cả các đỉnh của đồ
thị rồi trở về đỉnh ban đầu.
4
Cài đặt chương trình
5
Nhận xét về giải thuật
Ưu điểm: Thuật giải Heuristic cho bài toán người
đưa thư có độ phức tạp O(n
2
) tốt hơn rất nhiều
so với thuật toán tối ưu ( có độ phức tạp O( n!) ).
- Nhược điểm: thuật giải có những hạn chế, chưa
cho ra lời giải chính xác.
6
Kết Luận
-> Kết luận: Thuật giải Heuristic cho bài toán người
đưa thư tuy chưa đưa ra được lời giải chính xác cho
bài toán, nhưng nó cho ra một lời giải có thể chấp
nhận được với độ phức tạp thấp hơn nhiều so với
thuật toán tối ưu.
7
2. Bài toán tô màu đồ thị
Giả sử G = là một đồ thị không định hướng. Yêu
cầu tô màu cho tất cả các đỉnh của G sao cho
hai đỉnh được nối bằng một cung thì phải có hai
màu khác nhau

8
Cài đặt thuật toán
Có thể thấy rằng bài toán tô màu này sao cho số màu
được dùng là ít nhất là một bài toán NP-đầy đủ.
Lúc này, ta tìm một lời giải tốt có thể chấp nhận
được theo một thuật toán heuristic như sau:
Ban đầu chọn một màu và một đỉnh xuất phát. Ta tô
màu đỉnh này và tất cả các đỉnh khác có thể tô
được mà vẫn thoả mãn điều kiện của bài toán.
Chúng ta chọn màu mới và một đỉnh xuất phát mới
(chưa được tô), ta tô đỉnh này và tất cả các đỉnh
khác (còn chưa được tô) có thể tô được bằng màu
thứ hai, và cứ như vậy…cho đến khi tô hết các đỉnh
của G thì thôi
9
Cài đặt thuật toán
Dữ liệu vào
: file INPUT.TXT chứa 8 số nguyên dương
trong dòng đầu tiên mô tả trạng thái đích.
Dữ liệu ra
: trong dòng đầu tiên của file
OUTPUT.TXT chứa một số L là số lượng phép biến
đổi của dãy các phép biến đổi tìm được. Trong L
dòng tiếp theo phải ghi dãy tên các phép biến đổi
cơ bản theo trình tự thực hiện, mỗi tên ghi ở vị trí
đầu tiên của mỗi dòng
10
Kết luận
Thuật toán Heuristic tuy có nhiều điểm mạnh nổi
bật, nhưng trong một vài lĩnh vực nghiên cứu nào

đó thì các phương pháp Heuristic còn bộc lộ
những điểm yếu nhất định, vì vậy chúng ta phải
tìm hiểu kỹ thuật toán để có thể áp dụng vào
từng trường hợp cụ thể nhằm thu được kết quả
tốt nhất
11