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Zur Idee der
ZIP-Methode ein paar Beispiele aus dem täglichen Leben:
- Beim
Lotto "6 aus 49" werden in jeder Woche 6 aus 49 möglichen
Zahlen gezogen. Dabei können dieselben Zahlen in verschiedener
Reihenfolge gezogen werden; bei 6 Zahlen sind es genau 720 Möglichkeiten.
Dem Gewinner ist die Reihenfolge aber gleichgültig, ihm kommt
es nur auf die richtigen Zahlen an. Im übrigen werden am Ende
alle Zahlen in ihrer "natürlichen" Reihenfolge
angezeigt und nicht in der Reihenfolge, wie sie gezogen wurden.
- Der
Preis für alle Waren eines Warenkorbes ist (hoffentlich) immer
gleich, unabhängig davon, in welcher Reihenfolge die
Kassiererin die Preise der einzelnen Waren eintippt.
- Nehmen
Sie drei Farbstifte und legen Sie diese in einer Reihe auf den
Tisch. Wie viele verschiedene Möglichkeiten haben Sie? Genau
48! Wollen Sie die Länge der Stifte wissen, reicht es aber aus,
die Stifte nur einmal zu messen.
- Gleiches
gilt für ein Domino-Spiel. Haben Sie drei Steine, ist es für
die Augenzahl der Steine unerheblich, wie Sie diese Steine vor
sich aufbauen. Und in welcher Reihenfoge Sie Ihre Steine dann
beim Spiel einsetzen, hängt außerdem vom Gegenspieler ab.
Oft
spielt gerade die Reihenfolge bzw. die Richtung für die eigentliche
Fragestellung keine Rolle, obwohl wir bei der Ermittlung des
Ergebnisses immer in irgendeiner Reihenfolge - Schritt für Schritt
- vorgehen. Bei einer Rundreise wird zwar jeder Ort in einer
bestimmten Reihenfolge berührt, gesucht wird beim TSP jedoch nicht
die Reihenfolge der besuchten Orte sondern eine minimale Entfernung
zwischen allen Orten. Dabei kommt es für das Ergebnis nicht darauf an, auf
welche Art und Weise dieses ermittelt wird. Der Autor nutzt in
seinen Beispielen für die
ZIP-Methode die Aufzählung (Enumeration), die für kleine Bereiche
völlig ausreichend ist. Als generelle Lösung für das allgemeine
TSP ist die Enumeration in der Tat eine absurde Idee, wie auch M. Grötschel
in einer unveröffentlichen e-mail schreibt. Um die Enumeration geht
es bei der ZIP-Methode aber nicht. Durch die Zerlegung jeder
Rundreise in zwei gleichstrukturierte Teile und ihre Zusammenführung
"wie ein Reißverschluss (ZIP)" gelingt es dem Autor,
mehrfache Berechnungen derselben Teile zu vermeiden und so die
Anzahl der notwendigen Berechnungen zu minimieren.
(23.07.2005)
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