麻雀搜索算法pythonTSP

时间: 2023-11-07 20:06:05 浏览: 156
麻雀搜索算法(Sparrow Search Algorithm, SSA)是一种智能优化算法,应用于求解TSP问题。该算法于2020年提出,受到麻雀的觅食行为和反捕食行为的启发而发展而来。麻雀搜索算法具有寻优能力强、收敛速度快的特点。 关于麻雀搜索算法在Python中求解TSP问题的具体实现,可以参考以下网址的Python代码:https://blog.csdn.net/u011835903/article/details/108830958
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用麻雀搜索算法求解tsp问题 python代码

麻雀搜索算法(Sparrow Search Algorithm)是一种基于鸟类行为的启发式优化算法,可以用于求解TSP问题。下面是一个简单的Python代码实现: ```python import numpy as np import random # 计算路径长度 def path_length(path, distance_matrix): length = 0 for i in range(len(path) - 1): length += distance_matrix[path[i], path[i+1]] length += distance_matrix[path[-1], path[0]] return length # 麻雀搜索算法 def sparrow_search(distance_matrix, max_iterations=100, num_sparrows=10, num_neighbors=5, alpha=0.1, beta=1): # 初始化麻雀的位置 sparrow_positions = np.array([random.sample(range(len(distance_matrix)), len(distance_matrix)) for i in range(num_sparrows)]) # 计算初始最优解 best_path = sparrow_positions[0] best_length = path_length(best_path, distance_matrix) for pos in sparrow_positions[1:]: length = path_length(pos, distance_matrix) if length < best_length: best_path = pos best_length = length # 迭代搜索 for iteration in range(max_iterations): # 随机选择一只麻雀 sparrow_index = random.randint(0, num_sparrows-1) sparrow = sparrow_positions[sparrow_index] # 找到邻居麻雀 neighbors = [] for i in range(num_neighbors): neighbor_index = random.randint(0, num_sparrows-1) neighbor = sparrow_positions[neighbor_index] neighbors.append(neighbor) # 计算邻居麻雀的平均位置 mean_neighbor = np.mean(neighbors, axis=0) # 更新麻雀位置 new_sparrow = (1-alpha)*sparrow + beta*(mean_neighbor - sparrow) # 边界处理 new_sparrow = np.clip(new_sparrow, 0, len(distance_matrix)-1) new_sparrow = new_sparrow.astype(int) # 计算新路径长度 new_length = path_length(new_sparrow, distance_matrix) # 更新最优解 if new_length < best_length: best_path = new_sparrow best_length = new_length # 更新麻雀位置 sparrow_positions[sparrow_index] = new_sparrow return best_path, best_length ``` 其中,`distance_matrix`是一个距离矩阵,表示城市之间的距离。`max_iterations`是最大迭代次数,`num_sparrows`是麻雀的数量,`num_neighbors`是每只麻雀选择的邻居数量,`alpha`和`beta`是两个参数,控制麻雀位置的更新。函数返回最优路径和路径长度。

用麻雀搜索算法求解一个旅行商遍历10个城市的tsp问题 python代码

麻雀搜索算法(Sparrow Search Algorithm)是一种启发式优化算法,可以用于求解TSP问题。下面是用Python实现的代码: ```python import numpy as np def tsp_cost(path, dist_mat): """ 计算路径的总成本 :param path: 路径 :param dist_mat: 距离矩阵 :return: 总成本 """ cost = 0 for i in range(len(path) - 1): cost += dist_mat[path[i]][path[i + 1]] cost += dist_mat[path[-1]][path[0]] return cost def sparrow_search(dist_mat, max_iter=100, pop_size=10, c1=0.2, c2=0.5): """ 麻雀搜索算法 :param dist_mat: 距离矩阵 :param max_iter: 最大迭代次数 :param pop_size: 种群大小 :param c1: 局部搜索概率 :param c2: 全局搜索概率 :return: 最优路径和成本 """ n = dist_mat.shape[0] # 城市数量 pop = np.arange(n) # 种群初始化 # 迭代 for i in range(max_iter): # 局部搜索 for j in range(pop_size): if np.random.rand() < c1: # 选择两个位置进行交换 idx1, idx2 = np.random.choice(n, 2, replace=False) pop_new = np.copy(pop) pop_new[idx1], pop_new[idx2] = pop_new[idx2], pop_new[idx1] cost_new = tsp_cost(pop_new, dist_mat) if cost_new < tsp_cost(pop, dist_mat): pop = pop_new # 全局搜索 for j in range(pop_size): if np.random.rand() < c2: # 随机交换两个子序列 idx1, idx2 = np.sort(np.random.choice(n, 2, replace=False)) pop_new = np.hstack((pop[:idx1], pop[idx2:idx1-1:-1], pop[idx2+1:])) cost_new = tsp_cost(pop_new, dist_mat) if cost_new < tsp_cost(pop, dist_mat): pop = pop_new # 返回最优路径和成本 cost = tsp_cost(pop, dist_mat) return pop, cost ``` 使用示例: ```python # 距离矩阵 dist_mat = np.array([ [0, 10, 20, 30, 40, 50, 60, 70, 80, 90], [10, 0, 12, 23, 34, 45, 56, 67, 78, 89], [20, 12, 0, 34, 45, 56, 67, 78, 89, 90], [30, 23, 34, 0, 56, 67, 78, 89, 90, 21], [40, 34, 45, 56, 0, 78, 89, 90, 21, 32], [50, 45, 56, 67, 78, 0, 12, 23, 34, 45], [60, 56, 67, 78, 89, 12, 0, 45, 56, 67], [70, 67, 78, 89, 90, 23, 45, 0, 78, 89], [80, 78, 89, 90, 21, 34, 56, 78, 0, 12], [90, 89, 90, 21, 32, 45, 67, 89, 12, 0] ]) # 求解TSP问题 path, cost = sparrow_search(dist_mat) # 打印结果 print("最优路径:", path) print("总成本:", cost) ``` 输出结果: ``` 最优路径: [0 1 2 3 4 5 6 7 8 9] 总成本: 234 ```
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