使用优化后的退火算法对att48.tsp求解最优路径并绘图python代码

时间: 2024-02-06 10:04:24 浏览: 112
以下是使用优化后的退火算法对att48.tsp求解最优路径并绘图的Python代码: ```python import math import random import matplotlib.pyplot as plt # 读取tsp文件 def read_tsp_file(filename): coordinates = [] with open(filename, 'r') as f: lines = f.readlines() for line in lines: if line.startswith('DIMENSION'): n = int(line.split()[-1]) elif line.startswith('NODE_COORD_SECTION'): for i in range(n): line = lines[i+1].strip().split() coordinates.append((float(line[1]), float(line[2]))) return coordinates # 定义距离矩阵 def distance_matrix(city_coordinates): n = len(city_coordinates) matrix = [[0] * n for i in range(n)] for i in range(n): for j in range(n): if i != j: x1, y1 = city_coordinates[i] x2, y2 = city_coordinates[j] matrix[i][j] = math.sqrt((x1 - x2) ** 2 + (y1 - y2) ** 2) return matrix # 邻域结构:交换两个城市的位置 def swap_cities(path): n = len(path) i, j = random.sample(range(n), 2) new_path = path[:] new_path[i], new_path[j] = new_path[j], new_path[i] return new_path # 计算路径长度 def path_length(path, distance): return sum([distance[path[i-1]][path[i]] for i in range(len(path))]) # 优化后的退火算法 def simulated_annealing(distance, max_iterations=50000, start_temperature=10000, cooling_rate=0.99): n = len(distance) current_path = random.sample(range(n), n) current_length = path_length(current_path, distance) best_path = current_path[:] best_length = current_length temperature = start_temperature for i in range(max_iterations): new_path = swap_cities(current_path) new_length = path_length(new_path, distance) delta = new_length - current_length if delta < 0 or random.random() < math.exp(-delta/temperature): current_path = new_path[:] current_length = new_length if current_length < best_length: best_path = current_path[:] best_length = current_length temperature *= cooling_rate return best_path, best_length # 绘制最优路径 def plot_path(city_coordinates, path): x = [city_coordinates[path[i]][0] for i in range(len(path))] y = [city_coordinates[path[i]][1] for i in range(len(path))] x.append(city_coordinates[path[0]][0]) y.append(city_coordinates[path[0]][1]) plt.plot(x, y, marker='o') plt.show() # 读取tsp文件并求解最优路径 filename = 'att48.tsp' city_coordinates = read_tsp_file(filename) distance = distance_matrix(city_coordinates) best_path, best_length = simulated_annealing(distance) # 输出最优路径和最短距离 print('最优路径:', best_path) print('最短距离:', best_length) # 绘制最优路径 plot_path(city_coordinates, best_path) ``` 在代码中,我们读取了att48.tsp文件并将其转换为城市坐标,然后使用定义的距离矩阵和优化后的退火算法求解最优路径,最后绘制最优路径的图像。代码运行后,会输出最优路径和最短距离,并绘制最优路径的图像。
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