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分支定界法求解整数规划问题的设计与实现 第8页

更新时间:2012-2-23:  来源:毕业论文
.如何得到松驰问题的最优解
图形法求解松驰问题的最优解是一种较为简单方便的方法;但由于其很难用计算机实现。最终应用LINGO9.0数学软件求解,这就需要VC++与LINGO的混合编程,以VC++为主体调用LINGO的接口,实现求解过程,并将结果返回给VC处理。与此同时,VC++调用LINGO接口函数求解时,需要执行LINGO源代码文件;在每次要分支时,得改变松驰问题的约束条件,这就需要动态改变LINGO源文件的代码。
3.1.4.如何提高求解效率
每当求解一个结点时,若需要分支则保存结点,多个结点分支时,将达到分支的结点预先保存的目的,在需要分枝求解的时候进行读取可实现两个分支的并行计算;在每次分支与定界时都需通过得到的最优解与上、下界进行比较,若减少比较次数,效率也会提高;
保存最优解信息,当前的目标值与保存的目标值进行比较,选出最优的方案进行保存,在求解完成后,最优解的信息即可得到⑦,无需进行查找。本文来自辣.文~论^文·网原文请找腾讯324,9114
3.2. 改进分支定界实现的策略和算法描述
3.2.1.实现策略
预先保存分支结点:对于大规模整数规划问题中,可能分支的次数比较大,若每次判断到结点需分支时,就进行分支后子结点的求解,求解过程比较不清晰,与预先保存分支结点统一求解做法相比效率较低;
减少比较次数:对子结点进行求解时,都需要对目标值的上、下界再定界。若每次都进行比较,则需要花费较多的计算时间在比较方面;因此将比较分为需要与原来上、下界进行比较和不需要与原来上、下界进行比较。
3.2.2.算法描述(以目标最大值为例)
(1)将问题LP作为树根插入树中,求解LP可能得到以下情况之一:
①若LP没有可行解,这时IP也没有可行解,则停止计算。
②若LP有最优解,并符合问题IP的整数条件,此时LP的最优解即为   IP的最优解,则停止计算。论文网http://www.751com.cn/  
③若LP有最优解,但不符合问题IP的整数条件,将此结点预先保存,   作为后继求解的分支结点,进入(2)步骤。
(2)将IP目标的上界置为问题LP的最优解,下界置为负无穷大;在问题LP的最优解中选第一个不符合整数条件的变量进行分支。设i为变量中第一个不符合整数条件变量的下标, = ,以[ ]表示不超过 的最大整数:
构造两个约束条件 <=[ ]和 >=[ ]+1,将这两个约束条件分别加入问题LP中,得到两个后继子问题,分别作为左分支与右分支插入树中,不考虑整数条件求解此分支的左子树与右子树。
(3)在求解左子树与右子树时,没有可行解,则停止计算;若有最优解并符合整数条件,则保存最优解。若有最优解但不符合整数条件,则将此结点预先保存作为后继的分支结点;以每个后继子问题为一分支并标明求解的结果,与当前目标最优解的结果进行比较,第一个子问题不需要比较,若符合整数条件,则将此最优解置为下界,若不符合整数条件,则将此最优解置为上界;第二个子问题依据第一个子问题的求解结果判断是否与上、下界进行比较。若两个子问题的解都符合整数条件或都不符合整数条件,则第二个子问题需与目标上下界进行比较;
(4)若各分支的最优目标函数值不在上、下界范围内,则剪掉此分支,即以后不再考虑进行求解;若在上、下界中,且不符合整数条件,则重复(3)步骤。直至分支的存储结构没有结点为止,即没有结点可再分支。论文网http://www.751com.cn/  
(5)求解最小值整数规划的算法步骤,与求解最大值的整数规划相似,只需在定界过程中将上、下界对换即可。本文来自辣.文~论^文·网原文请找腾讯324.9114
3.3. 改进分支定界算法框架结构及数据结构
从输入区中输入整数规划模型,从中解析出所需的目标函数与约束条件,并将对应的松驰问题模型写入LINGO源代码文件中,VC调用LINGO接口执行LINGO源文件,求解的结果会自动存入LINGO日志文件中。再从LINGO日志文件中解析出最优解信息。应用改进的分支定界算法对得到的最优解进行分析,判断是否需要分支,定界,剪枝等。

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