模拟退火算法求解背包问题python代码

时间: 2023-07-07 16:19:42 浏览: 71
以下是使用模拟退火算法求解背包问题的 Python 代码示例: ```python import random import math # 背包问题求解函数 def knapsack(capacity, weights, values, max_iterations): # 初始化当前解和最佳解 current_solution = [random.randint(0, 1) for i in range(len(weights))] best_solution = current_solution[:] # 计算当前解的价值和重量 current_weight = sum([current_solution[i]*weights[i] for i in range(len(weights))]) current_value = sum([current_solution[i]*values[i] for i in range(len(values))]) # 初始化温度和降温速率 temperature = 100 cooling_rate = 0.03 # 迭代求解 for i in range(max_iterations): # 生成一个新解 new_solution = current_solution[:] index = random.randint(0, len(weights)-1) new_solution[index] = 1 - new_solution[index] # 取反操作 # 计算新解的价值和重量 new_weight = sum([new_solution[i]*weights[i] for i in range(len(weights))]) new_value = sum([new_solution[i]*values[i] for i in range(len(values))]) # 计算能量差 delta_e = new_value - current_value # 如果新解更优,则接受该解 if new_weight <= capacity and delta_e > 0: current_solution = new_solution[:] current_weight = new_weight current_value = new_value # 更新最佳解 if current_value > sum([best_solution[i]*values[i] for i in range(len(values))]): best_solution = current_solution[:] # 如果新解不优,则以一定概率接受该解 else: probability = math.exp(delta_e/temperature) if random.random() < probability: current_solution = new_solution[:] current_weight = new_weight current_value = new_value # 降温 temperature *= 1 - cooling_rate # 返回最佳解 return best_solution # 测试 capacity = 50 weights = [10, 20, 30, 40, 50] values = [20, 30, 66, 40, 60] max_iterations = 10000 best_solution = knapsack(capacity, weights, values, max_iterations) best_weight = sum([best_solution[i]*weights[i] for i in range(len(weights))]) best_value = sum([best_solution[i]*values[i] for i in range(len(values))]) print("最佳解:", best_solution) print("最佳重量:", best_weight) print("最佳价值:", best_value) ``` 这段代码中,我们通过模拟退火算法求解背包问题。首先,我们初始化当前解和最佳解为随机解,然后计算当前解的价值和重量。接着,我们初始化温度和降温速率,进行迭代求解。在每次迭代中,我们生成一个新解,计算新解的价值和重量,然后计算能量差。如果新解更优,则接受该解;否则,以一定概率接受该解。最后,我们返回最佳解。

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