生成一个运用遗传算法的c++代码

时间: 2024-03-06 14:50:29 浏览: 73
以下是一个简单的运用遗传算法求解TSP问题的C++代码: ```c++ #include <iostream> #include <vector> #include <algorithm> #include <random> using namespace std; // 定义城市坐标结构体 struct City { double x; double y; }; // 随机生成城市坐标 vector<City> generate_cities(int n) { vector<City> cities(n); random_device rd; mt19937 gen(rd()); uniform_real_distribution<> dis(0.0, 1.0); for (int i = 0; i < n; i++) { cities[i].x = dis(gen); cities[i].y = dis(gen); } return cities; } // 计算两个城市之间的距离 double distance(City city1, City city2) { double dx = city1.x - city2.x; double dy = city1.y - city2.y; return sqrt(dx*dx + dy*dy); } // 计算路径长度 double path_length(vector<int> path, vector<City> cities) { double length = 0.0; for (int i = 0; i < path.size() - 1; i++) { length += distance(cities[path[i]], cities[path[i+1]]); } length += distance(cities[path.back()], cities[path.front()]); return length; } // 交叉操作 vector<int> crossover(vector<int> parent1, vector<int> parent2) { vector<int> child(parent1.size()); random_device rd; mt19937 gen(rd()); uniform_int_distribution<> dis(0, parent1.size()-1); int idx = dis(gen); for (int i = 0; i < idx; i++) { child[i] = parent1[i]; } for (int i = idx; i < child.size(); i++) { if (find(child.begin(), child.end(), parent2[i]) == child.end()) { child[i] = parent2[i]; } else { int j = 0; while (find(child.begin(), child.end(), parent2[j]) != child.end()) { j++; } child[i] = parent2[j]; } } return child; } // 变异操作 void mutation(vector<int>& path) { random_device rd; mt19937 gen(rd()); uniform_int_distribution<> dis(0, path.size()-1); int idx1 = dis(gen); int idx2 = dis(gen); swap(path[idx1], path[idx2]); } int main() { int n; cout << "请输入城市数量:"; cin >> n; vector<City> cities = generate_cities(n); int population_size = 100; vector<vector<int>> population(population_size, vector<int>(n)); for (int i = 0; i < population_size; i++) { for (int j = 0; j < n; j++) { population[i][j] = j; } random_shuffle(population[i].begin(), population[i].end()); } int max_generations = 1000; for (int i = 0; i < max_generations; i++) { // 计算适应度 vector<double> fitness(population_size); double total_fitness = 0.0; for (int j = 0; j < population_size; j++) { fitness[j] = 1.0 / path_length(population[j], cities); total_fitness += fitness[j]; } // 选择 vector<vector<int>> new_population(population_size, vector<int>(n)); for (int j = 0; j < population_size; j++) { random_device rd; mt19937 gen(rd()); uniform_real_distribution<> dis(0.0, total_fitness); double r = dis(gen); int k = 0; while (r > 0) { r -= fitness[k]; k++; } k--; new_population[j] = population[k]; } // 交叉 for (int j = 0; j < population_size / 2; j++) { random_device rd; mt19937 gen(rd()); uniform_real_distribution<> dis(0.0, 1.0); double r = dis(gen); if (r < 0.8) { int idx1 = 2*j; int idx2 = 2*j + 1; vector<int> child1 = crossover(new_population[idx1], new_population[idx2]); vector<int> child2 = crossover(new_population[idx2], new_population[idx1]); new_population[idx1] = child1; new_population[idx2] = child2; } } // 变异 for (int j = 0; j < population_size; j++) { random_device rd; mt19937 gen(rd()); uniform_real_distribution<> dis(0.0, 1.0); double r = dis(gen); if (r < 0.1) { mutation(new_population[j]); } } population = new_population; } // 找到最优解 double min_length = path_length(population[0], cities); int min_index = 0; for (int i = 1; i < population_size; i++) { double length = path_length(population[i], cities); if (length < min_length) { min_length = length; min_index = i; } } // 输出结果 cout << "最短路径为:"; for (int i = 0; i < n; i++) { cout << population[min_index][i] << " "; } cout << "\n"; cout << "路径长度为:" << min_length << endl; return 0; } ``` 该代码使用遗传算法求解TSP问题,首先随机生成城市坐标,然后生成初始种群,进行选择、交叉和变异等操作进行进化,并输出最短路径和路径长度。
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