Аннотация

Задача о коммивояжере состоит в том, чтобы объехать заданные города по одному разу в таком порядке, чтобы пройденное расстояние было минимальным.

Такая задача актуальна во многих областях, таких как автомобильные, судовые и железнодорожные перевозки, расчет авиационных линий, конвейерное производство.

 

Оглавление

Введение3

Постановка задачи4

Метод решения5

Язык программирования7

Описание алгоритма8

Описание основных структур данных12

Описание интерфейса с пользователем14

Заключение16

Литература17

Текст программы18

Введение

Задача состоит в том, чтобы коммивояжер (торговец) обошел все намеченные города единожды и в таком порядке, чтобы его путь был наименьшим.

Эта задача заинтересовала меня потому, что её решение интересно с точки зрения программирования и составления алгоритма. Важно нахождение такого алгоритма, который позволит наиболее оптимально решить задачу.

Сейчас решение данной задачи необходимо во многих областях связанных с замкнутыми и при этом жестко связанными по времени системами, такими как: конвейерное производство, многооперационные обрабатывающие комплексы, судовые и железнодорожные погрузочные системы, перевозки грузов по замкнутому маршруту, расчет авиационных линий.

Поэтому данная проблема на современном этапе развития общества имеет не самое последнее по значимости место.

Постановка задачи

Имеется N городов, которые должен обойти коммивояжер с минимальными затратами. При этом на его маршрут накладывается два ограничения:

·   маршрут должен быть замкнутым, то есть коммивояжер должен вернуться в тот город, из которого он начал движение;

·   в каждом из городов коммивояжер должен побывать точно один раз, то есть надо обязательно обойти все города, при этом не побывав ни в одном городе дважды.

Для расчета затрат существует матрица условий, содержащая затраты на переход из каждого города в каждый, при этом считается, что можно перейти из любого города в любой, кроме того же самого (в матрице диагональ заполнена нулями). Целью решения является нахождения маршрута, удовлетворяющего всем условиям и при этом имеющего минимальную сумму затрат.

  Метод решения

Для начала следует сказать, что в основе любого метода решения данной задачи лежит полный перебор всевозможных вариантов  путей. [2]
Мы проходимся по каждому маршруту: одни отбрасываем, другие сравниваем с минимальным путем. В конце перебора мы получаем кратчайший путь.

Особенностью этой задачи является то, что с увеличением количества городов растет общее число различных комбинаций прохождения пути. А вместе с тем растет и время расчета результата. Поэтому главным решением оптимизации алгоритма можно свести к тому, чтобы во время вычислений отбрасывать заведомо не минимальные пути. Необходимо задать такой критерий, который отсекал бы лишние ветви в дереве поиска кратчайшего пути.

Для пояснения моего варианта решения задачи следует ввести несколько понятий. Промежуточную длину пути можно определить следующим образом: представим, что торговец выбрал какой-либо путь; он вышел из первого города и сейчас находится в каком-то городе i. Тогда все пройденное расстояние из начала в город i будем называть промежуточная длина пути. ............