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appunti-steffo/9 - Algoritmi distribuiti/2 - Algoritmi di approssimazione/approssimazione del problema del commesso viaggiatore.md

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2023-10-29 01:31:29 +00:00
[[algoritmo di approssimazione]] per il [[problema del commesso viaggiatore]].
Per questo problema, il [[fattore di approsimazione]] $\alpha$ può essere costante solo se [[P=NP]].
> L'algoritmo di approssimazione a fattore costante è riducibile alla [[ricerca di ciclo hamiltoniano]].
## Sfruttando la [[proprietà triangolare per il costo degli archi]]
### Algoritmo
#### $Tree$
Si può trovare il [[albero di copertura minimo]] di $Graph$ in tempo [[polinomiale]].
#### $2 \cdot Tree$
Si [[raddoppiamento di arco|raddoppiano]] gli archi di $Tree$.
#### $Euler$
Si trova il [[ciclo euleriano]] per $2 \cdot Tree$.
#### $Hamilton$
Si trova il [[ciclo hamiltoniano]] per $Tree$, usando *shortcut*:
- Si selezionano i nodi di $Euler$ mantenendoli nello stesso ordine, ma scartando quelli che vi appaiono due volte, e poi connettendo l'ultimo al primo.
$Hamilton$ è la soluzione approssimata, con [[fattore di approsimazione]] $2$.
### Dimostrazione
#### $cost(Hamilton) \leq cost(Euler)$
Per la [[proprietà triangolare per il costo degli archi]].
#### $cost(Euler) = 2 \cdot cost(Tree)$
Per via del [[raddoppiamento di arco|raddoppiamento di archi]].
#### $2 \cdot cost(Tree) \leq 2 \cdot cost(Optimal)$
Togliendo un arco qualsiasi, $Optimal$ diventa un [[albero di copertura]].
$Tree$ è un altro [[albero di copertura]], ma [[albero di copertura minimo|minimo]].
### [[Tightness]]
#TODO was busy fixing the rest of the notes
## Algoritmo di Christofides
#### $Tree$
Si può trovare il [[albero di copertura minimo]] di $Graph$ in tempo [[polinomiale]].
#### $Perfect$
Si trova il [[minimum perfect matching]] dei nodi di [[grado di un nodo|grado]] dispari di $Tree$.
#### $Merged$
Si uniscono gli archi di $Perfect$ a $Tree$.
#### $Euler$
Si trova il [[ciclo euleriano]] per $Merged$.
#### $Hamilton$
Si trova il [[ciclo hamiltoniano]] per $Tree$, usando *shortcut*:
- Si selezionano i nodi di $Euler$ mantenendoli nello stesso ordine, ma scartando quelli che vi appaiono due volte, e poi connettendo l'ultimo al primo.
$Hamilton$ è la soluzione approssimata, con [[fattore di approsimazione]] $2$.