python用分支限界法实现旅行商问题

时间: 2023-12-18 19:27:58 浏览: 25
以下是使用Python实现旅行商问题的分支限界算法的示例代码: ```python import numpy as np class Node: def __init__(self, level, path, bound): self.level = level self.path = path self.bound = bound def tsp_branch_bound(cities): n = len(cities) # 初始化起始节点 start_node = Node(-1, [], 0) start_node.bound = bound(start_node, cities) # 初始化最优路径和最优距离 best_path = [] best_distance = np.inf # 初始化队列 queue = [start_node] while queue: # 取出队列中的第一个节点 node = queue.pop(0) # 如果该节点的界限小于等于当前最优距离,则不再扩展该节点 if node.bound < best_distance: # 扩展该节点的子节点 for i in range(n): if i not in node.path: new_path = node.path + [i] new_bound = bound(Node(node.level+1, new_path, 0), cities) if new_bound < best_distance: new_node = Node(node.level+1, new_path, new_bound) if new_node.level == n-2: # 如果新节点是倒数第二个节点,则直接计算最终距离 last_city = list(set(range(n)) - set(new_node.path))[0] new_path = new_node.path + [last_city] new_distance = distance(new_path, cities) if new_distance < best_distance: best_path = new_path best_distance = new_distance else: # 否则将新节点加入队列 queue.append(new_node) return best_path, best_distance def bound(node, cities): # 计算当前节点的界限 n = len(cities) path = node.path # 计算已经走过的路径长度 distance = 0 for i in range(len(path)-1): distance += cities[path[i], path[i+1]] # 计算当前节点到每个未走过的城市的最小距离和次小距离 min_distances = [] for i in range(n): if i not in path: distances = list(cities[i, j] for j in range(n) if j not in path) min_distances.append(min(distances)) # 计算界限 bound = distance + sum(sorted(min_distances)[:2]) return bound def distance(path, cities): # 计算路径长度 distance = 0 for i in range(len(path)-1): distance += cities[path[i], path[i+1]] return distance # 示例 cities = np.array([[0, 10, 15, 20], [10, 0, 35, 25], [15, 35, 0, 30], [20, 25, 30, 0]]) best_path, best_distance = tsp_branch_bound(cities) print("最优路径:", best_path) print("最优距离:", best_distance) ```

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