请给我一段变领域搜索算法解决PDP问题的python代码

时间: 2023-12-21 18:07:09 浏览: 227
好的,以下是一段使用变领域搜索算法解决PDP问题的Python代码,其中使用了基于禁忌搜索的变领域搜索算法(Tabu Search): ```python import numpy as np class PDP: def __init__(self, capacity, demand, distance, num_vehicles): self.capacity = capacity self.demand = demand self.distance = distance self.num_vehicles = num_vehicles self.num_nodes = len(demand) self.best_sol = None def generate_initial_solution(self): # 随机生成初始解 sol = np.zeros((self.num_nodes, self.num_vehicles)) for i in range(self.num_nodes): j = np.random.randint(self.num_vehicles) sol[i, j] = 1 return sol def calc_obj(self, sol): # 计算解的目标函数值 obj = 0 for j in range(self.num_vehicles): load = 0 dist = 0 for i in range(self.num_nodes): if sol[i, j] == 1: load += self.demand[i] dist += self.distance[i][0] elif sol[i, j] == 2: load -= self.demand[i] dist += self.distance[0][i] if load > self.capacity: return np.inf dist += self.distance[0][j+1] obj += dist return obj def shaking_one(self, sol): # 变邻域操作1 route_list = [] for j in range(self.num_vehicles): idx = np.where(sol[:, j] == 1)[0] if len(idx) > 0: i = np.random.choice(idx) k = np.random.randint(self.num_vehicles) while k == j: k = np.random.randint(self.num_vehicles) sol[i, j] = 0 sol[i, k] = 1 route_list.append(((i, j), (i, k))) return route_list def shaking_two(self, sol): # 变邻域操作2 route_list = [] for j in range(self.num_vehicles): for i1 in range(self.num_nodes): if sol[i1, j] == 1: for i2 in range(self.num_nodes): if sol[i2, j] == 0 and i1 != i2: sol[i1, j] = 0 sol[i2, j] = 1 if self.calc_obj(sol) < np.inf: route_list.append(((i1, j), (i2, j))) return route_list sol[i1, j] = 1 sol[i2, j] = 0 return route_list def tabu_search(self, max_iter, tabu_len): # 变领域搜索算法(基于禁忌搜索) sol = self.generate_initial_solution() best_sol = sol.copy() tabu_list = [] tabu_iter = np.zeros((self.num_nodes, self.num_vehicles)) iter_cnt = 0 while iter_cnt < max_iter: iter_cnt += 1 route_list1 = self.shaking_one(sol) route_list2 = self.shaking_two(sol) if len(route_list1) > 0 or len(route_list2) > 0: best_obj = np.inf best_route = None for route in route_list1 + route_list2: i1, j1 = route[0] i2, j2 = route[1] if tabu_iter[i1, j1] > iter_cnt or tabu_iter[i2, j2] > iter_cnt: continue sol[i1, j1] = 0 sol[i2, j2] = 1 obj = self.calc_obj(sol) if obj < best_obj: best_obj = obj best_sol = sol.copy() best_route = route if best_route is not None: i1, j1 = best_route[0] i2, j2 = best_route[1] sol[i1, j1] = 0 sol[i2, j2] = 1 tabu_list.append(best_route) tabu_iter[i1, j1] = iter_cnt + tabu_len tabu_iter[i2, j2] = iter_cnt + tabu_len else: break self.best_sol = best_sol return best_sol ``` 上述代码中,PDP类封装了PDP问题的求解过程,包括随机生成初始解、计算目标函数值、变领域操作等。tabu_search方法实现了基于禁忌搜索的变领域搜索算法,其中max_iter参数表示最大迭代次数,tabu_len参数表示禁忌长度。在每一次迭代中,算法先进行变领域操作,然后从所有可行的邻域解中选择一个最优解,并更新当前解。如果找不到可行的邻域解,则算法终止。在搜索过程中,算法使用禁忌列表保存已经搜索过的解,以避免陷入局部最优解。
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