用模拟退火算法实现01背包问题的代码

时间: 2024-05-08 20:21:58 浏览: 8
以下是用模拟退火算法实现01背包问题的Python代码: ```python import random import math def simulated_annealing(values, weights, max_weight, temperature=1000, cooling_rate=0.99, stopping_temperature=1e-8): # 初始化 current_state = [random.randint(0, 1) for _ in range(len(values))] best_state = current_state current_fitness = evaluate(current_state, values, weights, max_weight) best_fitness = current_fitness # 迭代搜索 while temperature > stopping_temperature: # 生成新状态 new_state = generate_neighbor(current_state) new_fitness = evaluate(new_state, values, weights, max_weight) # 判断是否接受新状态 delta_fitness = new_fitness - current_fitness if delta_fitness > 0 or math.exp(delta_fitness / temperature) > random.uniform(0, 1): current_state = new_state current_fitness = new_fitness # 更新最优解 if current_fitness > best_fitness: best_state = current_state best_fitness = current_fitness # 降温 temperature *= cooling_rate return best_state, best_fitness def generate_neighbor(state): # 随机选择一个物品翻转其状态 new_state = state[:] index = random.randint(0, len(state) - 1) new_state[index] = 1 - new_state[index] return new_state def evaluate(state, values, weights, max_weight): # 计算状态的价值和重量 total_value = sum([v * s for v, s in zip(values, state)]) total_weight = sum([w * s for w, s in zip(weights, state)]) # 超出背包容量则价值为负无穷 if total_weight > max_weight: return -math.inf return total_value # 示例 values = [10, 8, 4, 5, 3, 7] weights = [4, 5, 12, 9, 1, 13] max_weight = 30 best_state, best_fitness = simulated_annealing(values, weights, max_weight) print("最优解:", best_state) print("最优值:", best_fitness) ``` 其中,`simulated_annealing` 函数是模拟退火算法的主函数,`generate_neighbor` 函数用于生成邻居状态,`evaluate` 函数用于评估状态的价值和重量。在示例中,我们使用了一个包含6个物品的01背包问题,背包最大容量为30。运行结果可能会因为随机数的不同而有所不同。

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