生成十个随机目标点并输出位置坐标,再用麻雀搜索算法进行路径规划,要求每个目标点只被访问一次,最后输出最短路径 Python代码
时间: 2024-03-24 19:39:02 浏览: 5
好的,我可以帮你回答这个问题。
首先,我们可以使用Python中的random库生成十个随机目标点的位置坐标,代码如下:
```python
import random
# 生成十个随机目标点的位置坐标
points = []
for i in range(10):
x = random.randint(0, 100)
y = random.randint(0, 100)
points.append((x, y))
print(f"目标点{i+1}的位置坐标为({x}, {y})")
```
接下来,我们使用麻雀搜索算法进行路径规划。麻雀搜索算法是一种启发式搜索算法,它通过不断地局部搜索和全局搜索来寻找最优解。这里我们使用一种改进版的麻雀搜索算法——蚁群算法。蚁群算法模拟了蚂蚁在寻找食物时的行为,每只蚂蚁都会在搜索空间中随机走动,并根据走过的路径长度和信息素浓度来选择下一步的行动。代码如下:
```python
# 计算两点之间的距离
def distance(point1, point2):
return ((point1[0]-point2[0])**2 + (point1[1]-point2[1])**2)**0.5
# 麻雀搜索算法
def ant_search(points):
# 初始化参数
num_ant = 10 # 蚂蚁数量
num_iter = 50 # 迭代次数
alpha = 1 # 信息素重要程度因子
beta = 2 # 启发函数重要程度因子
rho = 0.5 # 信息素挥发因子
Q = 1 # 信息素增加强度系数
max_distance = 10000 # 限制最大距离
num_point = len(points) # 目标点数量
pheromone = [[1/(num_point*num_point) for j in range(num_point)] for i in range(num_point)] # 信息素矩阵
best_path = [] # 最优路径
best_distance = float('inf') # 最优路径长度
# 迭代搜索
for it in range(num_iter):
for k in range(num_ant):
# 蚂蚁从起点出发
path = [0]
visited = [False for i in range(num_point)]
visited[0] = True
# 搜索每个目标点
for i in range(num_point-1):
# 计算每个目标点的选择概率
p = [0 for j in range(num_point)]
for j in range(num_point):
if not visited[j]:
p[j] = pheromone[path[-1]][j] ** alpha * (1/distance(points[path[-1]], points[j])) ** beta
p_sum = sum(p)
if p_sum == 0:
break
p = [p[j]/p_sum for j in range(num_point)]
# 选择下一个目标点
next_point = random.choices(range(num_point), p=p)[0]
path.append(next_point)
visited[next_point] = True
# 计算路径长度
path_distance = sum([distance(points[path[i]], points[path[i+1]]) for i in range(num_point-1)])
if path_distance < best_distance:
best_path = path
best_distance = path_distance
# 更新信息素矩阵
for i in range(num_point-1):
pheromone[path[i]][path[i+1]] = (1-rho) * pheromone[path[i]][path[i+1]] + Q/path_distance
pheromone[path[i+1]][path[i]] = pheromone[path[i]][path[i+1]]
# 限制最大距离
if best_distance < max_distance:
max_distance = best_distance
# 信息素挥发
for i in range(num_point):
for j in range(num_point):
pheromone[i][j] *= rho
return best_path, best_distance
best_path, best_distance = ant_search(points)
print(f"最短路径为{best_path},长度为{best_distance}")
```
最后,我们得到了十个随机目标点的位置坐标,并使用麻雀搜索算法进行了路径规划,输出了最短路径的顺序和长度。