Mutation operator for genetic algorithms for solving traveling salesman problem

I need help help for defining mutation operator for traveling salesman problem.

I’m currently using this now (pseudocode):

mutate ( strand ):
    for n in random_interval ( min_gene_index, max_gene_index ):
        i := random_interval ( min_gene_index, max_gene_index );
        j := random_interval ( min_gene_index, max_gene_index );
        swap ( strand[i], strand[j] );

So when swapping is executed two cities in the route is swapped.
The goal is that it needs to be fast and effective. I don’t want it to be a performance hit in the main loop. Can I improve my implementation or is there any other alternative that is better?

Many different mutation (and crossover) operators have been devised for the TSP and each give different results.

You could use domain specific information (heuristic mutation).

E.g. the 2-opt mutation is an often used algorithm.

It usually improves solutions compared to a crossover-only approach (in (2) the 2-opt mutation operator was tested even without crossover with good results).

      ..                   ..
     /                   /  
    /                   /    
  (a)    (c)           (a)    (c)
       /               |      |
      /         =>     |      |
      /                |      |
     /                 |      |
  (d)    (b)           (d)    (b)
        /                   /
       /                   /
      ..                   ..

The operator randomly select two edges e.g. (a,b) and (c,d) from the tour and check if:

distance(a, b) + distance (c, d) > distance(a, d) + distance(c, b)

if this is the case the tour is changed by removing (a,b) and (c,d) and replacing them with the edges (a,d) and (c,b).

This is quite lightweight and simple to implement.

References

  1. Parallel Genetic Algorithms Applied to the Traveling Salesman Problem
  2. Schema analysis of the traveling salesman problem using genetic algorithms

Unless you’re doing some really nonstandard version of the TSP, I don’t think you need a loop here. With a GA using a binary encoding of real-valued parameters, occasionally you might need a loop like

for each gene:
    for each bit in the gene:
        do something

It’s fairly rare even then, but occasionally you do want to observe parameter boundaries like that.

For TSP though, the canonical representation is just a permutation of integers representing the cities in the order they occur in the tour. If you want to make one swap (the smallest valid mutation), then you just do

def mutate(candidate):
    p1 = random_index()
    p2 = random_index()
    swap(candidate[p1], candidate[p2])

You can try doing the swap trick with bitwise operators, but I don’t imagine it would make a noticeable difference. Otherwise, this is about as efficient as you can get.

Trang chủ Giới thiệu Sinh nhật bé trai Sinh nhật bé gái Tổ chức sự kiện Biểu diễn giải trí Dịch vụ khác Trang trí tiệc cưới Tổ chức khai trương Tư vấn dịch vụ Thư viện ảnh Tin tức - sự kiện Liên hệ Chú hề sinh nhật Trang trí YEAR END PARTY công ty Trang trí tất niên cuối năm Trang trí tất niên xu hướng mới nhất Trang trí sinh nhật bé trai Hải Đăng Trang trí sinh nhật bé Khánh Vân Trang trí sinh nhật Bích Ngân Trang trí sinh nhật bé Thanh Trang Thuê ông già Noel phát quà Biểu diễn xiếc khỉ Xiếc quay đĩa Dịch vụ tổ chức sự kiện 5 sao Thông tin về chúng tôi Dịch vụ sinh nhật bé trai Dịch vụ sinh nhật bé gái Sự kiện trọn gói Các tiết mục giải trí Dịch vụ bổ trợ Tiệc cưới sang trọng Dịch vụ khai trương Tư vấn tổ chức sự kiện Hình ảnh sự kiện Cập nhật tin tức Liên hệ ngay Thuê chú hề chuyên nghiệp Tiệc tất niên cho công ty Trang trí tiệc cuối năm Tiệc tất niên độc đáo Sinh nhật bé Hải Đăng Sinh nhật đáng yêu bé Khánh Vân Sinh nhật sang trọng Bích Ngân Tiệc sinh nhật bé Thanh Trang Dịch vụ ông già Noel Xiếc thú vui nhộn Biểu diễn xiếc quay đĩa Dịch vụ tổ chức tiệc uy tín Khám phá dịch vụ của chúng tôi Tiệc sinh nhật cho bé trai Trang trí tiệc cho bé gái Gói sự kiện chuyên nghiệp Chương trình giải trí hấp dẫn Dịch vụ hỗ trợ sự kiện Trang trí tiệc cưới đẹp Khởi đầu thành công với khai trương Chuyên gia tư vấn sự kiện Xem ảnh các sự kiện đẹp Tin mới về sự kiện Kết nối với đội ngũ chuyên gia Chú hề vui nhộn cho tiệc sinh nhật Ý tưởng tiệc cuối năm Tất niên độc đáo Trang trí tiệc hiện đại Tổ chức sinh nhật cho Hải Đăng Sinh nhật độc quyền Khánh Vân Phong cách tiệc Bích Ngân Trang trí tiệc bé Thanh Trang Thuê dịch vụ ông già Noel chuyên nghiệp Xem xiếc khỉ đặc sắc Xiếc quay đĩa thú vị
Trang chủ Giới thiệu Sinh nhật bé trai Sinh nhật bé gái Tổ chức sự kiện Biểu diễn giải trí Dịch vụ khác Trang trí tiệc cưới Tổ chức khai trương Tư vấn dịch vụ Thư viện ảnh Tin tức - sự kiện Liên hệ Chú hề sinh nhật Trang trí YEAR END PARTY công ty Trang trí tất niên cuối năm Trang trí tất niên xu hướng mới nhất Trang trí sinh nhật bé trai Hải Đăng Trang trí sinh nhật bé Khánh Vân Trang trí sinh nhật Bích Ngân Trang trí sinh nhật bé Thanh Trang Thuê ông già Noel phát quà Biểu diễn xiếc khỉ Xiếc quay đĩa
Thiết kế website Thiết kế website Thiết kế website Cách kháng tài khoản quảng cáo Mua bán Fanpage Facebook Dịch vụ SEO Tổ chức sinh nhật