一种基于DNA自组装模型求解最大团问题的算法*
2012-08-14周炎涛李肯立黎福海
湖南大学学报(自然科学版) 2012年9期
周炎涛,李肯立,罗 兴,黎福海,朱 青
(1.湖南大学 电气与信息工程学院,湖南 长沙 410082; 2.湖南大学 信息科学与工程学院,湖南 长沙 410082)
最大团问题(Maximum clique problem,MCP)又称为最大独立集问题,是图论中的一个经典组合优化问题,也是一类NP完全问题[1].求解MCP算法主要有二类:确定性算法和启发式算法,前者有回溯法、分支限界法等 .随着问题规模的增大(顶点增多和边密度变大),求解问题的时间复杂度越来越高,确定性算法显得无能为力,不能有效地解决这些NP完全问题 .后者有蚁群算法、顺序贪婪算法、DLS-MC算法和智能搜索算法等,大部分确定性算法所不能解决的图,用启发式算法都能得到有效解决,但启发式算法不一定能找到最优解,有时只能找到近似值[2].近年来,常借鉴算法之间优势互补策略,形成新的混合启发式算法来求解最大团问题[3].
DNA计算是应用分子生物技术进行计算的新方法,具有高度并行性、大容量、低能耗等特点,为解决NP完全问题开辟了一条新途径[4].自Adleman首次运用DNA计算来解决NP问题以来[5],研究者对最大团问题的分子求解方法进行了很多有益的尝试,如基于粘贴模型的最大团问题算法[6]、质粒DNA算法[7]、闭环求解最大团问题算法[8]等,但这些方法均存在实验操作步骤过多、活体内不易操作以及环化效率不高等弊端.此外,Brun采用自组装DNA计算给出了路径寻找问题[9],以及可满足性问题的自组装计算模型的解决方案[10].文献[11]在分布式系统中建立自组装模型解决自由等……
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