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基于离散混合多宇宙算法求解折扣{0-1}背包问题

2021-09-26贺毅朝朱晓斌翟庆雷

计算机工程与应用 2021年18期
关键词:优化模型

郝 翔,贺毅朝,朱晓斌,翟庆雷

1.河北地质大学 信息工程学院,石家庄050031

2.石家庄文化传媒学校,石家庄050000

0-1背包问题(0-1 Knapsack Problem,0-1 KP)[1-2]既是一个典型的组合优化问题,也是一个NP-hard问题[3-4],在资源分配、项目组合和整数规划等领域具有广泛的应用。折扣{0-1}背包问题(Discounted{0-1}Knapsack Problem,D{0-1}KP)[5]是由Guldan首次提出的一个0-1KP扩展形式,在商业领域有着重要的应用背景。2007年,Guldan[5]建立了D{0-1}KP的基本数学模型,并给出了求解它的动态规划算法;随后,Rong等人[6]基于D{0-1}KP的核问题和动态规划法研究了D{0-1}KP的求解算法。以上两算法均为精确算法,存在求解速度慢的缺点。贺毅朝等人[7]基于整数编码和集合编码分别给出了D{0-1}KP的第二数学模型和第三数学模型,首先提出了基于演化算法求解D{0-1}KP问题的新思路,并给出了利用遗传算法求解的新方法。随后,吴聪聪等人[8]利用变异蝙蝠算法(MDBBA)提出了求解D{0-1}KP的方法,刘雪静等人[9]利用自适应细菌觅食算法(ABFO)求解D{0-1}KP问题,冯艳红等人[10]利用差分进化帝王蝶优化算法(DEMBO)求解D{0-1}KP问题,Li等人[11]提出了利用离散鲸鱼优化算法(DWOA)求解D{0-1}KP问题。这四种算法的求解效果较遗传算法有了进一步提高。2017年,Zhu等人[12]基于离散差分进化算法HBDE提出了求解D{0-1}KP问题的新方法,并与基于整数编码的两种差分进化算法FDDE和SDDE进行比较,证明了HBDE算法的优越性。最近,He等人[13]提出了基于群论的优化算法(GTOA),并利用GTOA求解D{0-1}KP问题,随后He等人[14]又提出了基于环论的优化算法(RTEA)求解折扣背包问题的新方法,取得了更好的求解效果。2020年,Wu等人[15]针对D{0-1}KP问题提出了一类离散混合教学优化算法(HTLBO),并指出采用差分进化交叉策略的HTLBO2算法具有更好的求解性能。……

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