Algorithme de recherche en faisceau

En informatique, la recherche en faisceau est un algorithme de recherche heuristique qui explore un graphe en ne considérant qu'un ensemble limité de fils de chaque nœud. La recherche en faisceau est une optimisation de l'algorithme de parcours en largeur, en réduisant la mémoire nécessaire à son exécution. Contrairement à l'algorithme best-first où l'on explore tous les états candidats à la solution recherchée en partant du meilleur (estimé), la recherche en faisceau n'explore qu'un nombre limité de ces candidats[1]. C’est donc un algorithme glouton.

La recherche en faisceau utilise l'algorithme de parcours en largeur pour explorer le graphe. À chaque niveau, elle génère tous les successeurs du nœud courant, en les classant selon leur coût heuristique[2]. Cependant, elle ne mémorise qu'un nombre prédéterminé de ces états à chaque niveau (nombre appelé la largeur du faisceau). Plus grande est la largeur, moins d'états sont ignorés. Avec une largeur infinie, tous les états sont considérés et l'algorithme devient identique au parcours en largeur. La largeur du faisceau limite la mémoire requise pour exécuter la recherche. Sachant qu'un état d'arrivée (but de la recherche) peut être ignoré par l'algorithme, la recherche en faisceau sacrifie la complétude (garantie que l'algorithme trouvera la solution si elle existe) et l'optimalité (garantie de trouver la meilleure solution possible).

La largeur du faisceau peut être fixe ou variable. Un exemple d'approche utilise une largeur minimale ; si aucune solution n'est trouvée, la procédure est répétée avec une largeur plus grande[3].