Как работает алгоритм имитации отжига при разработке маршрутов в Python?

Алгоритм имитации отжига — это эвристический алгоритм для аппроксимации глобального экстремума функции. proglib.io Он часто используется, когда пространство поиска дискретно. proglib.io

При разработке маршрутов в Python алгоритм имитации отжига работает следующим образом: thecode.media

1. Задается температура. thecode.media Важно определить начальное и конечное состояние, а также шаг температуры, с какой скоростью будет остывать процесс. thecode.media
2. На старте текущая температура равна начальной. thecode.media Данные уже приняли какую-то форму решения, например, в случае с коммивояжёром это будет массив с городами, в каком порядке надо ехать. thecode.media
3. Просчитывается, какое состояние лучше, а какое хуже. thecode.media В примере с коммивояжёром этим параметром будет общее расстояние между городами: если расстояние в одном состоянии короче, чем в другом, то лучше там, где короче. thecode.media
4. Постоянно сравнивается текущая температура с минимальной, и, пока они не сравнялись, выполняется работа внутри цикла. thecode.media
5. Случайно выбирается новое состояние системы. thecode.media Например, можно поменять местами пару маршрутов между городами, поменять пять маршрутов или выбрать случайный город и поменять у него маршрут в другой город тоже на случайный. thecode.media
6. Выясняется, лучше ли новое состояние старого. thecode.media Для этого считается разница: если она больше нуля, то выбирается новое состояние как решение и меняется текущее состояние. thecode.media
7. Температура понижается на одно деление, и возвращается начало цикла. thecode.media

В итоге алгоритм раз за разом прогоняет цикл с понижением температуры, а система сама в это время подбирает такие значения, чтобы приблизиться к нужному значению. thecode.media

Когда температура упадёт до минимальной, процесс завершён, и текущее состояние в этот момент и будет решением. thecode.media Оно может быть неидеальным, но при этом достаточно хорошим. thecode.media