用禁忌搜索算法解决TSP问题,用C++代码实现,且能通过读取文本文件中的数据作为输入,表明注释

时间: 2024-03-24 07:37:05 浏览: 140
好的,下面是用禁忌搜索算法解决 TSP 问题的 C++ 代码实现,能够通过读取文本文件中的数据作为输入。 注释在代码中标出。 ```c++ #include <iostream> #include <fstream> #include <cstring> #include <cstdlib> #include <ctime> #include <cmath> #include <vector> using namespace std; #define MAX_ITER 5000 // 禁忌搜索最大迭代次数 #define MAX_TABU_SIZE 100 // 禁忌表最大长度 #define TABU_TENURE 10 // 禁忌期限 #define ALPHA 1 // 启发式因子 #define BETA 5 // 启发式因子 int n; // 城市数量 int max_distance; // 最大距离 int tabu_size; // 禁忌表长度 int tabu_list[MAX_TABU_SIZE]; // 禁忌表 int distance[100][100]; // 距离矩阵 int best_distance; // 最优路径长度 int best_solution[100]; // 最优路径 vector<int> candidate_list; // 候选集 // 读取数据文件 void read_data(const char* file_name) { ifstream fin(file_name); fin >> n; for (int i = 0; i < n; i++) { for (int j = 0; j < n; j++) { fin >> distance[i][j]; max_distance = max(max_distance, distance[i][j]); } } fin.close(); } // 计算路径长度 int calculate_distance(int* solution) { int len = 0; for (int i = 0; i < n - 1; i++) { len += distance[solution[i]][solution[i + 1]]; } len += distance[solution[n - 1]][solution[0]]; return len; } // 初始化候选集 void init_candidate_list() { for (int i = 1; i < n; i++) { candidate_list.push_back(i); } } // 获得启发式值 int get_heuristic(int cur_city, int next_city) { int h = 0; for (int i = 0; i < candidate_list.size(); i++) { int city = candidate_list[i]; h += pow(max_distance - distance[cur_city][city], ALPHA) * pow(max_distance - distance[next_city][city], BETA); } return h; } // 选择下一个城市 int select_next_city(int cur_city, int* solution) { int next_city = -1; int best_h = -1; for (int i = 0; i < candidate_list.size(); i++) { int city = candidate_list[i]; int h = get_heuristic(cur_city, city); if (h > best_h) { bool tabu = false; for (int j = 0; j < tabu_size; j++) { if (solution[tabu_list[j]] == city) { tabu = true; break; } } if (!tabu) { best_h = h; next_city = city; } } } if (next_city == -1) { next_city = candidate_list[rand() % candidate_list.size()]; } return next_city; } // 更新禁忌表 void update_tabu_list(int city) { for (int i = tabu_size - 1; i >= 1; i--) { tabu_list[i] = tabu_list[i - 1]; } tabu_list[0] = city; } // 禁忌搜索 void tabu_search() { int iter = 0; int solution[n]; for (int i = 0; i < n; i++) { solution[i] = i; } solution[0] = rand() % n; best_distance = calculate_distance(solution); memcpy(best_solution, solution, sizeof(best_solution)); while (iter < MAX_ITER) { candidate_list.clear(); for (int i = 0; i < n; i++) { if (i != solution[iter % n] && i != solution[(iter + 1) % n]) { candidate_list.push_back(i); } } int next_city = select_next_city(solution[iter % n], solution); memcpy(solution, best_solution, sizeof(best_solution)); swap(solution[(iter + 1) % n], solution[next_city]); int cur_distance = calculate_distance(solution); if (cur_distance < best_distance) { best_distance = cur_distance; memcpy(best_solution, solution, sizeof(best_solution)); update_tabu_list(next_city); } iter++; } } int main() { srand(time(NULL)); read_data("data.txt"); tabu_size = min(n / 2, MAX_TABU_SIZE); init_candidate_list(); tabu_search(); cout << "Best distance: " << best_distance << endl; cout << "Best solution: "; for (int i = 0; i < n; i++) { cout << best_solution[i] << " "; } cout << endl; return 0; } ``` 该程序使用禁忌搜索算法解决 TSP 问题,读取数据文件获取距离矩阵。程序中使用了最大距离、禁忌表长度、禁忌期限、启发式因子等参数。使用禁忌搜索算法解决问题的主要思路是,在候选集中选择下一个城市,选择时考虑禁忌表和启发式值。最后输出最优路径长度和最优路径。
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