mtsp模拟退火法代码

时间: 2023-07-20 16:01:46 浏览: 123
### 回答1: MTSP(Multiple Traveling Salesman Problem,多旅行商问题)是指在旅行商问题中,有多个旅行商需要完成任务。模拟退火法(Simulated Annealing)是一种优化算法,用于在解空间中寻找全局最优解。 以下是一个用模拟退火法解决MTSP问题的代码示例: ```python import random import math def calc_distance(city1, city2): # 计算两个城市之间的距离 x1, y1 = city1 x2, y2 = city2 return math.sqrt((x2 - x1)**2 + (y2 - y1)**2) def calc_route_distance(route, cities): # 计算路径总距离 distance = 0 for i in range(len(route)-1): distance += calc_distance(cities[route[i]], cities[route[i+1]]) return distance def mtsp_simulated_annealing(cities, n_agents, max_iterations): best_route = [] best_distance = float('inf') for _ in range(max_iterations): # 初始化旅行商路径 routes = [] for _ in range(n_agents): route = random.sample(range(len(cities)), len(cities)) routes.append(route) # 计算当前解的总距离 total_distance = sum([calc_route_distance(route, cities) for route in routes]) # 模拟退火过程 temperature = 100 while temperature > 0.1: # 随机选择两个旅行商路径 agent1, agent2 = random.sample(range(n_agents), 2) route1, route2 = routes[agent1], routes[agent2] # 交换两个路径中的两个城市 index1, index2 = random.sample(range(len(cities)), 2) route1[index1], route1[index2] = route1[index2], route1[index1] route2[index1], route2[index2] = route2[index2], route2[index1] # 计算新解的总距离 new_distance = sum([calc_route_distance(route, cities) for route in routes]) # 根据新解和当前解之间的差异,决定是否接受新解 if new_distance < total_distance or random.random() < math.exp((total_distance - new_distance) / temperature): total_distance = new_distance else: # 恢复路径交换前的状态 route1[index1], route1[index2] = route1[index2], route1[index1] route2[index1], route2[index2] = route2[index2], route2[index1] # 降低温度 temperature *= 0.99 # 更新最优解 if total_distance < best_distance: best_route = routes best_distance = total_distance return best_route, best_distance # 测试示例 cities = [(0, 0), (1, 3), (4, 4), (7, 1), (9, 3)] n_agents = 3 max_iterations = 1000 best_route, best_distance = mtsp_simulated_annealing(cities, n_agents, max_iterations) print("最优路径:", best_route) print("最优路径总距离:", best_distance) ``` 以上代码实现了一个使用模拟退火法解决MTSP问题的示例。通过随机交换旅行商路径中的城市以探索新解,并根据新解与当前解之间的差异以一定概率接受新解。通过迭代多次,最终找到近似最优的旅行商路径和总距离。 ### 回答2: MTSP(Multiple Traveling Salesman Problem)是指多个旅行商问题,即一组旅行商在经过一系列城市后返回起始城市,求解最短路径和最小代价。模拟退火法(Simulated Annealing)是一种启发式算法,其灵感来源于金属退火过程。下面是MTSP问题的模拟退火法代码的实现: ```python import random import math # 初始化参数 NUM_CITIES = 10 # 城市数量 NUM_SALES_MEN = 2 # 旅行商数量 NUM_ITERATIONS = 1000 # 迭代次数 # 生成随机地图 def generate_map(num_cities): city_map = [] for _ in range(num_cities): x = random.uniform(-100, 100) y = random.uniform(-100, 100) city_map.append((x, y)) return city_map # 计算路径总长度 def calculate_distance(city_map, path): total_distance = 0 for i in range(len(path)): current_city = city_map[path[i]] next_city = city_map[path[(i+1) % len(path)]] distance = math.sqrt((current_city[0]-next_city[0])**2 + (current_city[1]-next_city[1])**2) total_distance += distance return total_distance # 模拟退火算法 def simulated_annealing(city_map, num_sales_men, num_iterations): # 初始解 best_path = random.sample(range(len(city_map)), len(city_map)) best_distance = calculate_distance(city_map, best_path) # 迭代搜索 for _ in range(num_iterations): # 生成新解 new_path = best_path.copy() for _ in range(num_sales_men): i = random.randint(0, len(city_map)-2) j = random.randint(i+1, len(city_map)-1) new_path[i:j] = reversed(new_path[i:j]) # 计算新解路径长度 new_distance = calculate_distance(city_map, new_path) # 判断是否接受新解 if new_distance < best_distance: best_path = new_path best_distance = new_distance else: probability = math.exp((best_distance - new_distance) / num_iterations) if random.random() < probability: best_path = new_path best_distance = new_distance return best_path, best_distance # 测试 city_map = generate_map(NUM_CITIES) best_path, best_distance = simulated_annealing(city_map, NUM_SALES_MEN, NUM_ITERATIONS) print("最短路径:", best_path) print("最短路径长度:", best_distance) ``` 以上代码实现了MTSP问题的模拟退火法求解过程。首先通过`generate_map`函数生成随机地图,然后通过`simulated_annealing`函数使用模拟退火算法求解最短路径和长度。最后通过打印输出结果。
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