模拟退火算法解决tsp问题python代码,并绘制收敛曲线和最短路线图,该问题实例的已知最优解为5553,共有50个城市,每个城市的坐标如下: 1 475 110 2 29 929 3 755 897 4 698 979 5 871 317 6 535 184 7 548 73 8 594 380 9 233 845 10 881 654 11 200 540 12 9 800 13 526 456 14 765 30 15 992 449 16 659 193 17 93

时间: 2024-01-04 21:02:41 浏览: 35
好的,我明白了。这是一个很经典的问题,模拟退火算法是其中一种求解方法。以下是Python代码,注意需要安装matplotlib库来绘制图像: ```python import random import math import matplotlib.pyplot as plt # 城市坐标 cities = [ (475, 110), (29, 929), (755, 897), (698, 979), (871, 317), (535, 184), (548, 73), (594, 380), (233, 845), (881, 654), (200, 540), (9, 800), (526, 456), (765, 30), (992, 449), (659, 193), (93, 531), (319, 2), (27, 5), (804, 795), (911, 153), (770, 60), (549, 22), (935, 163), (727, 44), (201, 411), (468, 246), (361, 358), (310, 528), (234, 813), (462, 676), (750, 35), (640, 48), (96, 574), (221, 202), (623, 964), (916, 798), (423, 50), (132, 95), (416, 86), (489, 716), (827, 930), (630, 930), (974, 2), (109, 699), (228, 658), (311, 334), (614, 643), (190, 965), (358, 780) ] # 计算两个城市之间的距离 def distance(city1, city2): return math.sqrt((city1[0] - city2[0]) ** 2 + (city1[1] - city2[1]) ** 2) # 计算一条路径的总距离 def total_distance(path): distance_sum = 0 for i in range(len(path) - 1): distance_sum += distance(cities[path[i]], cities[path[i+1]]) distance_sum += distance(cities[path[-1]], cities[path[0]]) return distance_sum # 随机生成一个路径 def generate_random_path(): path = list(range(len(cities))) random.shuffle(path) return path # 模拟退火算法 def simulated_annealing(): # 初始温度 temperature = 1000000 # 温度衰减率 cooling_rate = 0.0005 # 当前路径 current_path = generate_random_path() # 当前路径的总距离 current_distance = total_distance(current_path) # 最优路径 best_path = current_path # 最优路径的总距离 best_distance = current_distance # 记录每次迭代的距离 distance_list = [] # 记录每次迭代后的最优距离 best_distance_list = [] while temperature > 1: # 随机交换两个城市的位置 new_path = current_path.copy() index1 = random.randint(0, len(cities) - 1) index2 = random.randint(0, len(cities) - 1) while index1 == index2: index2 = random.randint(0, len(cities) - 1) new_path[index1], new_path[index2] = new_path[index2], new_path[index1] # 计算新路径的总距离 new_distance = total_distance(new_path) # 计算能量差 energy_delta = new_distance - current_distance # 如果新路径更优,则接受 if energy_delta < 0: current_path = new_path current_distance = new_distance # 更新最优路径 if current_distance < best_distance: best_path = current_path best_distance = current_distance # 否则以一定概率接受新路径 else: acceptance_probability = math.exp(-energy_delta / temperature) if random.random() < acceptance_probability: current_path = new_path current_distance = new_distance # 降温 temperature *= 1 - cooling_rate # 记录距离 distance_list.append(current_distance) best_distance_list.append(best_distance) return best_path, best_distance, distance_list, best_distance_list # 测试 best_path, best_distance, distance_list, best_distance_list = simulated_annealing() print("最短路径:", best_path) print("最短距离:", best_distance) # 绘制收敛曲线 plt.plot(distance_list) plt.plot(best_distance_list) plt.legend(["Current Distance", "Best Distance"]) plt.xlabel("Iteration") plt.ylabel("Distance") plt.show() # 绘制最短路径图 best_path_x = [cities[i][0] for i in best_path] + [cities[best_path[0]][0]] best_path_y = [cities[i][1] for i in best_path] + [cities[best_path[0]][1]] plt.plot(best_path_x, best_path_y, 'r.-') for i in range(len(cities)): plt.text(cities[i][0], cities[i][1], str(i+1)) plt.xlabel("X") plt.ylabel("Y") plt.title("Shortest Path") plt.show() ``` 代码运行后会输出最短路径和最短距离,并绘制出收敛曲线和最短路径图。

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