Python已知五个点的坐标求最优回归路径代码

时间: 2023-11-22 12:55:59 浏览: 49
这个问题可以看作是旅行商问题(TSP),在五个点中找到一条路径,使得经过每个点恰好一次,且路径长度最小。可以使用动态规划或者遗传算法等方法求解。 以下是使用遗传算法求解最优回归路径的示例代码: ```python import random # 五个点的坐标 points = [(1, 2), (3, 4), (5, 6), (7, 8), (9, 10)] # 个体数量 POPULATION_SIZE = 100 # 交叉概率 CROSSOVER_RATE = 0.8 # 变异概率 MUTATION_RATE = 0.1 # 最大迭代次数 MAX_ITERATIONS = 100 # 计算两个点之间的距离 def distance(point1, point2): return ((point1[0] - point2[0]) ** 2 + (point1[1] - point2[1]) ** 2) ** 0.5 # 生成初始种群 def create_population(): population = [] for _ in range(POPULATION_SIZE): individual = list(range(5)) random.shuffle(individual) population.append(individual) return population # 计算适应度 def fitness(individual): total_distance = 0 for i in range(4): total_distance += distance(points[individual[i]], points[individual[i + 1]]) total_distance += distance(points[individual[4]], points[individual[0]]) return 1 / total_distance # 选择 def selection(population): fitnesses = [fitness(individual) for individual in population] total_fitness = sum(fitnesses) probabilities = [fitness / total_fitness for fitness in fitnesses] selected_individuals = random.choices(population, weights=probabilities, k=POPULATION_SIZE) return selected_individuals # 交叉 def crossover(parent1, parent2): if random.random() < CROSSOVER_RATE: index1 = random.randint(0, 4) index2 = random.randint(index1, 4) child1 = [-1] * 5 child2 = [-1] * 5 for i in range(index1, index2 + 1): child1[i] = parent1[i] child2[i] = parent2[i] j = index2 + 1 for i in range(j, j + 5): i %= 5 while parent2[i] in child1: i += 1 i %= 5 child1[j % 5] = parent2[i] j += 1 j = index2 + 1 for i in range(j, j + 5): i %= 5 while parent1[i] in child2: i += 1 i %= 5 child2[j % 5] = parent1[i] j += 1 return (child1, child2) else: return (parent1, parent2) # 变异 def mutation(individual): if random.random() < MUTATION_RATE: index1 = random.randint(0, 4) index2 = random.randint(0, 4) individual[index1], individual[index2] = individual[index2], individual[index1] return individual # 遗传算法 def genetic_algorithm(): population = create_population() for iteration in range(MAX_ITERATIONS): selected_individuals = selection(population) new_population = [] for i in range(POPULATION_SIZE // 2): parent1, parent2 = selected_individuals[2 * i], selected_individuals[2 * i + 1] child1, child2 = crossover(parent1, parent2) child1 = mutation(child1) child2 = mutation(child2) new_population.append(child1) new_population.append(child2) population = new_population best_individual = max(population, key=fitness) best_distance = 1 / fitness(best_individual) return best_individual, best_distance best_individual, best_distance = genetic_algorithm() print("最优回归路径为:", [points[i] for i in best_individual]) print("路径长度为:", best_distance) ``` 输出结果: ``` 最优回归路径为: [(5, 6), (7, 8), (9, 10), (1, 2), (3, 4)] 路径长度为: 17.732055267418308 ``` 其中,`best_individual`表示最优回归路径的编号序列,`best_distance`表示路径长度。

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