import random class Path(): def __init__(self, path, cost): self.__path = path self.__cost = cost # 获取路径上最后一个节点(T) def getLastNode(self): return self.__path[-1] # 获取路径的只读属性 @property def path(self): #这个函数有什么用 return self.__path # 判断node是否为最后一个节点 def isLastNode(self, node): return node == self.getLastNode() # 增加节点和成本 def addNode(self, node, price): return Path(self.__path+[node], self.__cost+price) # 输出当前路径 def printPath(self): for n in self.__path: if self.isLastNode(n): print(n) else: print(n, end="-->") print("Cost is: "+str(self.__cost)) # 获取成本的只读属性 @property def travelCost(self): return self.__cost class DirectedGraph(): def __init__(self,d): self.__graph = d def __generatePath(self, graph, path, end, results, costIndex): current = path.getLastNode() if current == end: results.append(path) else: for n in graph[current]: if n not in path.path: self.__generatePath(graph, path.addNode(n, self.__graph[path.getLastNode()][n][costIndex]), end , results, costIndex) # 搜索start到end之间时间或空间的最短路径,并输出 def searchPath(self, start, end): self._results = [] self.__generatePath(self.__graph, Path([start], 0), end,self._results) self._results.sort(key=lambda x: len(x)) # 调用searchPath搜索start到end之间空间最短的路径,并输出 def searchMinPath(self, start, end): self.searchPath(start, end) print("共有{}条路径".format(len(self._results))) # 计算路径数 for path in self._results: #print(path) distance = 0 light_points=0 time = 0 for i in range(len(path) - 1): point1 = self.__graph[path[i]] point2 = point1[path[i + 1]] distance += point2[0] time += (point2[0]/point2[1]) light_points+=point2[2] path.append(distance) path.append(light_points)

时间: 2024-01-13 15:02:15 浏览: 70
这段代码定义了两个类:`Path`和`DirectedGraph`。其中,`Path`类用于表示图中的一个路径,`DirectedGraph`类用于表示有向图。 `Path`类有以下方法: - `__init__(self, path, cost)`:类的构造函数,用于初始化路径和成本。 - `getLastNode(self)`:获取路径上最后一个节点。 - `path(self)`:获取路径的只读属性。 - `isLastNode(self, node)`:判断node是否为最后一个节点。 - `addNode(self, node, price)`:增加节点和成本。 - `printPath(self)`:输出当前路径。 - `travelCost(self)`:获取成本的只读属性。 `DirectedGraph`类有以下方法: - `__init__(self,d)`:类的构造函数,用于初始化有向图。 - `__generatePath(self, graph, path, end, results, costIndex)`:生成从起点到终点的所有路径。 - `searchPath(self, start, end)`:搜索从起点到终点的所有路径,并将结果存储在`_results`列表中。 - `searchMinPath(self, start, end)`:搜索从起点到终点的所有路径,并输出最短路径的长度和路径上的节点。 在`searchMinPath`方法中,首先调用`searchPath`方法搜索从起点到终点的所有路径,并将结果存储在`_results`列表中。然后,对于每一条路径,遍历路径上相邻的两个节点,计算两个节点之间的距离、时间和灯光点数,并将这些信息存储在路径对象中。最后,输出所有路径的数量和最短路径的长度和路径上的节点。
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import random from collections import deque # 定义状态类 class State: def __init__(self, location, direction, grid): self.location = location # 吸尘器位置坐标 self.direction = direction # 吸尘器方向 self.grid = grid # 环境状态矩阵 # 定义操作符 actions = ['UP', 'DOWN', 'LEFT', 'RIGHT'] movements = { 'UP': (-1, 0), 'DOWN': (1, 0), 'LEFT': (0, -1), 'RIGHT': (0, 1) } def move(state, action): # 根据操作进行移动 row, col = state.location dr, dc = movements[action] new_location = (row + dr, col + dc) new_direction = action new_grid = state.grid.copy() new_grid[row][col] = 0 return State(new_location, new_direction, new_grid) # 实现广度优先搜索算法 def bfs(initial_state): queue = deque([initial_state]) while queue: state = queue.popleft() if is_goal_state(state): return state for action in actions: new_state = move(state, action) queue.append(new_state) return None # 判断是否为目标状态 def is_goal_state(state): for row in state.grid: for cell in row: if cell != 0: return False return True # 构造初始状态 def generate_initial_state(): location = (random.randint(0, 2), random.randint(0, 2)) direction = random.choice(actions) grid = [[1 if random.random() < 0.2 else 0 for _ in range(3)] for _ in range(3)] return State(location, direction, grid) # 运行搜索算法 initial_state = generate_initial_state() goal_state = bfs(initial_state) # 评价性能 def calculate_path_cost(state): path_cost = 0 for row in state.grid: for cell in row: if cell != 0: path_cost += 1 return path_cost def calculate_search_cost(): search_cost = 0 queue = deque([initial_state]) while queue: state = queue.popleft() search_cost += 1 if is_goal_state(state): return search_cost for action in actions: new_state = move(state, action) queue.append(new_state) return search_cost path_cost = calculate_path_cost(goal_state) search_cost = calculate_search_cost() print("目标状态路径代价:", path_cost) print("搜索开销:", search_cost) 错误为:list index out of range 请改正

import pandas as pd import numpy as np import matplotlib.pyplot as plt from mpl_toolkits.basemap import Basemap from scipy.spatial.distance import cdist from ant_colony import solve_tsp # 读取城市数据 df = pd.read_excel('world_coordinate.xlsx', index_col=0, dtype=str) # 提取城市和经纬度数据 countrys = df.index.values countrys_coords = np.array(df['[longitude, latitude]'].apply(eval).tolist()) # 计算城市间的距离矩阵 dist_matrix = cdist(countrys_coords, countrys_coords, metric='euclidean') # 创建蚁群算法实例 num_ants = 50 num_iterations = 500 alpha = 1 beta = 2 rho = 0.5 acs = solve_tsp(dist_matrix, num_ants=num_ants, num_iterations=num_iterations, alpha=alpha, beta=beta, rho=rho) # 输出访问完所有城市的最短路径的距离和城市序列 best_path = acs.get_best_path() best_distance = acs.best_cost visited_cities = [countrys[i] for i in best_path] print("最短路径距离:", best_distance) print("访问城市序列:", visited_cities) # 数据可视化 fig = plt.figure(figsize=(12, 8)) map = Basemap(projection='robin', lat_0=0, lon_0=0, resolution='l') map.drawcoastlines(color='gray') map.drawcountries(color='gray') x, y = map(countrys_coords[:, 0], countrys_coords[:, 1]) map.scatter(x, y, c='b', marker='o') path_coords = countrys_coords[best_path] path_x, path_y = map(path_coords[:, 0], path_coords[:, 1]) map.plot(path_x, path_y, c='r', marker='o') for i in range(len(countrys)): x, y = map(countrys_coords[i, 1], countrys_coords[i, 0]) plt.text(x, y, countrys[i], fontproperties='SimHei', color='black', fontsize=8, ha='center', va='center') plt.title("全球首都最短路径规划") plt.show()改成现在都有调用蚁群算法库的代码

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