Kako se kalio čelik

Nešto mi je ovijeh dana dosadno bilo, a dokon um đavolje dvorište. Te se dovatim jedne knjige o AI algoritmima. U pa tu ima svakakve 'euristike, ovi iz Operacionih bi zinuli

E ovde ću kako budem stizao da postavljam neke algoritme. Knjiga ima neke C kodove, sad malo ko parla C, a i ti kodovi su tako odvratni i u knizi dati iz delova i nepotpuno. Pa sam ih ja sredio u mom omiljenom prog. jeziku

Prvi algoritam je Simulirano kaljenje. Ima nešto o tome u knjizi iz Operacionih, ali to su pisali matematičari (čitaj: dosadni tipovi). Ideja je da se podražava proces kaljenja. To smo valjda učili iz Teknologije, eto neke koristi i od toga Pa kako se kali? Podigne se temperatura pa se čuka metalni predmet i izvaja u neki oblik, pa se polako 'ladi a i dalje čuka.

U ovom algoritmu se prvo nađe neko najobičnije rešenje, zatim se to rešenje tvikuje (malo se promeni) i gleda kakvo je u odnosu na prethodno. Ako je bolje super, usvajamo ga, ako nije onda po nekoj verovatnoći usvaja. Jer lošije rešenje može u nekoj sledećoj iteraciji voditi u bolje. Usvajanjem ponekog lošijeg rešenja se izbegava nalaženje nekog lokalnog minimuma koji je daleko od globalnog.

E sad da se ne bi mlogo lutalo ta vervatnoća da se usvoji lošije rešenje se iz ciklusa u ciklus smanjuje. To podražava smanjenje se temperatura metala pri kaljenju, što je metal ladniji teže ga je oblikovati. A verovatnoća usvajanja lošijeg rešenja zavisi i od toga koliko je to rešenje lošije. Ako je mlogo loše onda je mala verovatnoća da ga usvojimo.

Znam da vam ništa nije jasno Evo primer primene algoritma. Setite se problema trgovačkog putnika. Postoje algoritmi ali su oni NP-kompletni (u prevodu, teški u p.m za više od 30 čvorova). E sad Simuliranim kaljenjem se dobija rešenje blisko optimalnom ako ne i optimalno (ako vas baš ukenja).

I kako to radi? Pa uzme se neka putanja. Može nasumična može sistemo najbližih čvorova (ovo je bolje početno rešenje). Pa se onda u tom rešenju zamene mesta nekih čvorova i izračuna nova dužina i poredi sa prethodnom. Ako je bolja usvaja se rešenje, ako nije ide po onoj verovatnoći. I tako se iz ciklusa u ciklus smanjuje temperatura sve dok ne padne na neku zaustavnu a pamti se najbolje rešenje. Prosto ko pasulj

Nemojte da vas uplaši kod, to je prost jezik, a naveći deo koda odlazi na štampanje, što vam nije potrebno da razumete jer je to pythonizovan matlab.

Prvo pravimo klasu Grad koja će predstavljati jedan čvor u grafu (__init__ metoda je konstruktor u Pythonu):

Potom prvimo klasu za rešenje koje se sastoji od redosleda gradova koje treba obići.  Ima metodu za dužinu rešenja (vrednost funkcije cija što bi rekli ćelavi matematičari), metodu za tvikovanja i jednu pomoćnu za grafike:

I konačno klasa u kojoj se simulirano kaljenje obavlja. U konstruktoru se prihvata početno rešenje a u metodi start() se dešava ćudo, sa namenim ć :) :

Ovoj se klasi dodaje i metoda za prikaz rešenja u grafičkom obliku preko matplot biblioteke (i svet to besplatno i slobodno):

I na kraju puštamo u pogon ovu skalameriju koja uz to i radi :)

I jedan od rezultata može se prikazati graficima (rezultet metode stampaj_resenje):

Zna li ko kako da se postuje kod na ovom glupom blogu, otelih se slikajući i uploudovajući slike i razmeštajući ih na pravo mesto...