禁忌搜索算法求解CVRP问题Python代码复现,每行代码标注中文注释和画图

时间: 2024-04-29 20:20:52 浏览: 117
以下是禁忌搜索算法求解CVRP问题Python代码的复现: ```python import random import copy import matplotlib.pyplot as plt # 定义车辆容量 capacity = 50 # 定义城市坐标 cities = { 0: (50, 50), 1: (30, 40), 2: (10, 30), 3: (40, 70), 4: (70, 30), 5: (20, 20), 6: (80, 60), 7: (30, 60), 8: (50, 10), 9: (90, 30) } # 定义初始解 init_solution = [[0], [1, 2, 3, 4, 5], [6, 7], [8, 9]] # 计算两个城市之间的距离 def distance(city1, city2): x1, y1 = cities[city1] x2, y2 = cities[city2] return ((x1 - x2) ** 2 + (y1 - y2) ** 2) ** 0.5 # 计算解的总距离 def total_distance(solution): total = 0 for route in solution: for i in range(len(route) - 1): total += distance(route[i], route[i+1]) return total # 交换两个城市的位置 def swap(solution, i, j): new_solution = copy.deepcopy(solution) for route in new_solution: if i in route and j in route: index_i = route.index(i) index_j = route.index(j) route[index_i], route[index_j] = route[index_j], route[index_i] break return new_solution # 随机选择两个城市进行交换 def random_swap(solution): new_solution = copy.deepcopy(solution) while True: route1 = random.choice(new_solution) route2 = random.choice(new_solution) if len(route1) == 1 or len(route2) == 1: continue i = random.choice(route1[1:-1]) j = random.choice(route2[1:-1]) if sum([capacity - cities[i][1] for i in route1]) + cities[j][1] > capacity \ or sum([capacity - cities[i][1] for i in route2]) + cities[i][1] > capacity: continue return swap(new_solution, i, j) # 计算移动的距离 def move_distance(solution, i, j): new_solution = swap(solution, i, j) return total_distance(new_solution) - total_distance(solution) # 禁忌搜索算法 def tabu_search(init_solution, max_iter, tabu_tenure): # 初始化当前解和最优解 current_solution = init_solution best_solution = init_solution # 初始化禁忌列表 tabu_list = [] # 迭代max_iter次 for i in range(max_iter): # 选择邻域中移动距离最小的解 min_distance = float('inf') for i in range(len(current_solution)): for j in range(i+1, len(current_solution)): if (i, j) in tabu_list: continue distance = move_distance(current_solution, i, j) if distance < min_distance: min_distance = distance move_i, move_j = i, j # 更新当前解和最优解 current_solution = swap(current_solution, move_i, move_j) if total_distance(current_solution) < total_distance(best_solution): best_solution = current_solution # 更新禁忌列表 tabu_list.append((move_i, move_j)) if len(tabu_list) > tabu_tenure: tabu_list.pop(0) return best_solution # 打印最优解和最优解的距离 best_solution = tabu_search(init_solution, 100, 10) print('最优解:', best_solution) print('最优解的距离:', total_distance(best_solution)) # 画出最优解的路径图 for route in best_solution: x = [] y = [] for city in route: x.append(cities[city][0]) y.append(cities[city][1]) plt.plot(x, y, 'o-') plt.show() ``` 代码中首先定义了车辆容量和城市坐标。然后定义了计算两个城市之间距离的函数、计算解的总距离的函数、交换两个城市位置的函数、随机选择两个城市进行交换的函数、计算移动的距离的函数以及禁忌搜索算法的函数。在主函数中,首先调用禁忌搜索算法函数求解最优解,并打印最优解和最优解的距离。最后,使用Matplotlib库画出最优解的路径图。
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