检索结果-内蒙古大学图书馆

软件学报 2021年第11期32卷 3530-3540页

作者：王震李哲李占山吉林大学计算机科学与技术学院吉林长春130012 符号计算与知识工程教育部重点实验室(吉林大学) 吉林长春130012

表约束在约束程序(constraint programming,简称CP)中被广泛研究.目前,求解表约束问题效率最高的算法是CT(compact-table)和STRbit(simple tabular reduction bit).它们在搜索过程中维持广义弧相容(generalized arc consistency,简称GAC).完全成对相容(full pairwise consistency,简称fPWC)是一种强于GAC的相容性关系,目前,实现fPWC效率最高的算法是PW-CT,但是它无法直接在通用的求解器上实现.因子分解编码(factor-decomposition encoding,简称FDE)是实现fPWC的一种编码方式,通常和简单表缩减(STR)算法一起来使用.当前效率最高的STR算法使用了bitset的数据结构,用这些算法来求解FDE实例可能会造成内存溢出.提出了STRFDE算法——一种使用bitset结构来求解FDE实例的方法.它结合了CT和STRbit的优势,在保证求解效率的同时,使占用的内存尽可能小.实验结果表明,在许多存在非平凡相交的实例上,该算法是有竞争力的.

关键词：约束程序孤相容表约束简单表缩减算法因子分解编码

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一种高效的FDE并行传播算法

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软件学报 2023年第9期34卷 4153-4166页

作者：李哲于哲舟李占山吉林大学计算机科学与技术学院吉林长春130012 符号计算与知识工程教育部重点实验室(吉林大学) 吉林长春130012

约束规划(constraint programming, CP)是表示和求解组合问题的经典范式之一.扩展约束(extensional constraint)或称表约束(table constraint)是约束规划中最为常见的约束类型.绝大多数约束规划问题都可以用表约束表达.在问题求解时,相... 详细信息

约束规划(constraint programming, CP)是表示和求解组合问题的经典范式之一.扩展约束(extensional constraint)或称表约束(table constraint)是约束规划中最为常见的约束类型.绝大多数约束规划问题都可以用表约束表达.在问题求解时,相容性算法用于缩减搜索空间.目前,最为高效的表约束相容性算法是简单表约缩减(simple table reduction, STR)算法簇,如Compact-Table (CT)和STRbit算法.它们在搜索过程中维持广义弧相容(generalized arc consistency, GAC).此外,完全成对相容性(full pairwise consistency, fPWC)是一种比GAC剪枝能力更强的相容性.最为高效的维持fPWC算法是PW-CT算法.多年来,人们提出了多种表约束相容性算法来提高剪枝能力和执行效率.因子分解编码(factor-decomposition encoding, FDE)通过对平凡问题重新编码.它一定程度地扩大了问题模型,使在新的问题上维持相对较弱的GAC等价于在原问题上维持fPWC.目前, FDE的合适STR算法是STRFDE和STR2,而不是CT.这是由于CT算法可能产生内存溢出问题.在维持相容性算法的过程中,需要将迭代地调用各个约束执行其相容性算法过滤搜索空间,这个过程称为约束传播.动态提交方案是一个并行约束传播框架,可以并行地调度约束执行传播算法.它在大规模问题中,改进效果尤为明显.改进STRFDE和动态提交传播算法.针对FDE提出了PSTRFDE算法. PSTRFDE可以嵌入到动态提交方案中,进一步提高了约束规划问题的求解效率.大量的实验表明, PSTRFDE与CT和STRbit相比,可以减少内存占用;与STRFDE和STR2相比,可以提高算法的效率.所作工作充分说明了PSTRFDE是FDE上最为高效的过滤算法.

关键词：约束规划并行约束传播相容性算法简单表缩减算法

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基于多元表约束的相容性技术研究

基于多元表约束的相容性技术研究

引用

作者：王震吉林大学

学位级别：硕士

约束程序(Constraint Programming,CP)起源于1965年是人工智能中的一个重要的研究方向,主要用于求解组合搜索问题,随着研究的深入它被成功的应用在很多领域,例如:时间规划、调度、配置等。约束程序的主要思想是根据现实问题抽象出一个... 详细信息

约束程序(Constraint Programming,CP)起源于1965年是人工智能中的一个重要的研究方向,主要用于求解组合搜索问题,随着研究的深入它被成功的应用在很多领域,例如:时间规划、调度、配置等。约束程序的主要思想是根据现实问题抽象出一个或多个约束,然后根据这些约束找到相应问题的解。目前约束求解方法最常用的是回溯搜索算法,将它与相容性技术结合起来就是当前最常用的求解手段。表约束是CP中一种被广泛研究的约束类型。目前求解表约束问题效率最高的算法是 CT(Compact-Table)和 STRbit(Simple Tabular Reduction bit),它们在搜索过程中维持广义弧相容(Generalized Arc Consistency,GAC)。GAC是求解表约束的主要技术。通常,在回溯搜索树中的每个结点上调用GAC算法来维护GAC。在GAC被广泛使用的同时,高阶相容性也引起了人们的重视。完全成对相容(full Pairwise Consistency,fPWC)是一种强于GAC的相容性关系。目前实现fPWC效率最高的算法是PW-CT,但是它无法直接在通用的求解器上实现,这是因为它们的约束不能独立传播。因子分解编码(Factor-decomposition Encoding,FDE)是实现fPWC的一种编码方式,它将一个约束网络转换成一个新的约束网络,在这个新的约束网络上维持GAC等价于在原始约束网络上维持fPWC。FDE通常和简单表缩减(Simple Tabular Reduction,STR)算法一起来使用。通过对维持GAC与fPWC的主要算法分析,当前效率最高的算法都使用了 bitset的数据结构。我们发现使用这些算法来求解FDE实例时具有很高的复杂度,这可能会造成内存溢出问题。为此,我们提出了 STRFDE算法,一种使用bitset结构来求解FDE实例的方法。它结合了 CT和STRbit的优势,在保证求解效率的同时使占用的内存尽可能小。STRFDE根据FDE的特性将整个约束网络分解为两个部分,并对这两个部分使用不同的算法。因为约束是独立传播的所以对不同部分使用不同算法是合理的。为了证明我们的算法易于在主流求解器中实现,我们在Choco求解器中实现了 STRFDE。实验表明在许多存在非平凡相交的实例上我们的算法是有竞争力的。

关键词：约束程序弧相容表约束简单表缩减算法因子分解编码

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