遗传算法求解迷宫寻宝藏问题,代码

时间: 2023-09-11 11:10:49 浏览: 51
好的,以下是一个简单的遗传算法求解迷宫寻宝藏问题的Python代码: ```python import random # 迷宫地图 maze = [ [0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0], [0, 1, 1, 1, 1, 1, 0, 0, 0, 0], [0, 0, 0, 0, 0, 1, 0, 0, 0, 0], [0, 0, 0, 1, 0, 1, 1, 1, 1, 0], [0, 0, 0, 1, 0, 0, 0, 0, 1, 0], [0, 0, 0, 1, 1, 1, 1, 0, 1, 0], [0, 0, 0, 0, 0, 0, 1, 0, 1, 0], [0, 0, 0, 1, 1, 1, 1, 0, 1, 0], [0, 0, 0, 1, 0, 0, 0, 0, 1, 0], [0, 0, 0, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 0], [0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0] ] # 起点和终点 start_pos = (1, 1) end_pos = (9, 8) # 移动操作 moves = ['up', 'down', 'left', 'right'] # 遗传算法参数 POPULATION_SIZE = 50 GENERATIONS = 100 MUTATION_RATE = 0.1 # 生成随机个体 def generate_individual(): return [random.choice(moves) for _ in range(100)] # 计算适应度 def calculate_fitness(individual): x, y = start_pos for move in individual: if move == 'up': y -= 1 elif move == 'down': y += 1 elif move == 'left': x -= 1 elif move == 'right': x += 1 if (x, y) == end_pos: return 1 if maze[y][x] == 1: return 0 return 0 # 选择操作 def selection(population): fitnesses = [calculate_fitness(individual) for individual in population] total_fitness = sum(fitnesses) probabilities = [fitness / total_fitness for fitness in fitnesses] return random.choices(population, weights=probabilities, k=2) # 交叉操作 def crossover(parents): crossover_point = random.randrange(len(parents[0])) child1 = parents[0][:crossover_point] + parents[1][crossover_point:] child2 = parents[1][:crossover_point] + parents[0][crossover_point:] return child1, child2 # 变异操作 def mutation(individual): for i in range(len(individual)): if random.random() < MUTATION_RATE: individual[i] = random.choice(moves) return individual # 遗传算法主函数 def genetic_algorithm(): population = [generate_individual() for _ in range(POPULATION_SIZE)] for generation in range(GENERATIONS): new_population = [] for _ in range(POPULATION_SIZE // 2): parents = selection(population) child1, child2 = crossover(parents) child1 = mutation(child1) child2 = mutation(child2) new_population.append(child1) new_population.append(child2) population = new_population best_individual = max(population, key=calculate_fitness) print('Generation:', generation, 'Best individual:', best_individual, 'Fitness:', calculate_fitness(best_individual)) # 运行遗传算法 genetic_algorithm() ``` 代码说明: 1. 首先定义了迷宫地图、起点和终点、移动操作等必要的变量。 2. 然后定义了几个遗传算法的基本操作函数,包括生成随机个体、计算适应度、选择、交叉、变异等。 3. 最后定义了遗传算法主函数,其中首先生成初始种群,然后进行多代进化,每一代都进行选择、交叉、变异等操作,最后输出每一代的最佳个体和适应度。 4. 运行遗传算法函数即可得到寻宝的最优路径。

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