使用matlab实现退火算法eil51解决TSP问题

时间: 2023-12-22 11:03:57 浏览: 42
退火算法是一种不确定性搜索算法,用于在大规模问题中寻找全局最优解。TSP问题是一个经典的组合优化问题,需要在给定的点集中找到一条最短的路径,使得每个点恰好被经过一次。下面是使用MATLAB实现退火算法解决TSP问题的示例代码,其中eil51数据集被用作测试数据集。 ```matlab clc; clear; close all; % Load TSP data data = load('eil51.tsp'); n = size(data,1); % Calculate distance matrix distances = zeros(n,n); for i=1:n for j=1:n distances(i,j) = norm(data(i,:)-data(j,:)); end end % Set initial parameters t0 = 100; tf = 1; alpha = 0.99; max_iterations = 500; % Initialize current solution current_solution = randperm(n); current_cost = calculate_cost(current_solution,distances); % Initialize best solution best_solution = current_solution; best_cost = current_cost; % Initialize iteration counter iteration = 0; % Main loop while t0 > tf && iteration < max_iterations % Generate new solution new_solution = generate_solution(current_solution); new_cost = calculate_cost(new_solution,distances); % Calculate acceptance probability delta = new_cost-current_cost; if delta < 0 probability = 1; else probability = exp(-delta/t0); end % Decide whether to accept new solution if rand() < probability current_solution = new_solution; current_cost = new_cost; end % Update best solution if current_cost < best_cost best_solution = current_solution; best_cost = current_cost; end % Update temperature t0 = t0*alpha; % Increment iteration counter iteration = iteration + 1; end % Plot best solution best_solution = [best_solution best_solution(1)]; figure; plot(data(:,1),data(:,2),'k.','MarkerSize',20); hold on; plot(data(best_solution,1),data(best_solution,2),'r-','LineWidth',2); title(['Best solution: ' num2str(best_cost)]); xlabel('x'); ylabel('y'); % Subfunctions function cost = calculate_cost(solution,distances) n = length(solution); cost = 0; for i=1:n-1 cost = cost + distances(solution(i),solution(i+1)); end cost = cost + distances(solution(n),solution(1)); end function new_solution = generate_solution(current_solution) n = length(current_solution); i = randi(n); j = randi(n); while j==i j = randi(n); end if i > j temp = i; i = j; j = temp; end new_solution = current_solution; new_solution(i:j) = fliplr(new_solution(i:j)); end ``` 该代码中,calculate_cost函数用于计算给定解决方案的总成本。generate_solution函数用于生成新解决方案,它随机选择两个不同的点,并将它们之间的路径翻转。主循环通过逐渐降低温度来模拟冷却过程,并根据概率接受新解决方案。在循环中,当前解决方案和成本被更新,最佳解决方案和成本也被更新。最后,使用MATLAB的绘图功能绘制最佳解决方案的路径。

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import matplotlib.pyplot as plt import numpy as np import pandas as pd import seaborn as sns import copy import math import random import time from multiprocessing import Pool as ThreadPool path1='att48.tsp' path2='eil76.tsp' path3='pcb442.tsp' path4='rd100.tsp' path5='tsp225.tsp' def readcity(path): df = pd.read_csv("C:\\文件\\现代优化算法\\TSP训练数据集\\"+path, sep=" ", skiprows=6, header=None) return df df = readcity(path4) city = np.array(range(1,len(df[0][0:len(df)-1])+1)) city_x = np.array(df[1][0:len(df)-1]) city_y = np.array(df[2][0:len(df)-1]) city_pos = np.stack((city_x, city_y), axis=1) def distance(city1, city2): return math.sqrt((city1[0]-city2[0])**2 + (city1[1]-city2[1])**2) def path_length(path): length = 0 for i in range(len(path)-1): length += distance(city_pos[path[i]-1], city_pos[path[i+1]-1]) length += distance(city_pos[path[-1]-1], city_pos[path[0]-1]) return length def initial_solution(): unvisited_cities = list(range(1, len(city)+1)) current_city = random.choice(unvisited_cities) solution = [current_city] unvisited_cities.remove(current_city) while unvisited_cities: next_city = min(unvisited_cities, key=lambda city: distance(city_pos[current_city-1], city_pos[city-1])) unvisited_cities.remove(next_city) solution.append(next_city) current_city = next_city return solution def two_opt_swap(path, i, k): new_path = path[:i] + path[i:k + 1][::-1] + path[k + 1:] return new_path 请以上述代码为开头,输出一段以模拟退火算法解决tsp问题的代码,输入为.tsp文件,要求实现用2-opt法构造邻域、在内循环中用Metropolis准则接受解、用最近邻居构造启发式贪心算法构造初始解、输出初始解和解值、最优解和解值、迭代次数和迭代过程的功能

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好的,根据上面的目标函数,我们可以推导出其对应的梯度向量函数,如下所示: def gradient(x, y, beta): """ Compute gradient of the logistic regression loss function :param beta: model parameter vector :param x: feature matrix :param y: label vector :return: gradient vector """ n = x.shape[0] pred = 1 /
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