import pandas as pd import numpy as np import matplotlib.pyplot as plt from mpl_toolkits.basemap import Basemap from scipy.spatial.distance import cdist from ant_colony import solve_tsp # 读取城市数据 df = pd.read_excel('world_coordinate.xlsx', index_col=0, dtype=str) # 提取城市和经纬度数据 countrys = df.index.values countrys_coords = np.array(df['[longitude, latitude]'].apply(eval).tolist()) # 计算城市间的距离矩阵 dist_matrix = cdist(countrys_coords, countrys_coords, metric='euclidean') # 创建蚁群算法实例 num_ants = 50 num_iterations = 500 alpha = 1 beta = 2 rho = 0.5 acs = solve_tsp(dist_matrix, num_ants=num_ants, num_iterations=num_iterations, alpha=alpha, beta=beta, rho=rho) # 输出访问完所有城市的最短路径的距离和城市序列 best_path = acs.get_best_path() best_distance = acs.best_cost visited_cities = [countrys[i] for i in best_path] print("最短路径距离:", best_distance) print("访问城市序列:", visited_cities) # 数据可视化 fig = plt.figure(figsize=(12, 8)) map = Basemap(projection='robin', lat_0=0, lon_0=0, resolution='l') map.drawcoastlines(color='gray') map.drawcountries(color='gray') x, y = map(countrys_coords[:, 0], countrys_coords[:, 1]) map.scatter(x, y, c='b', marker='o') path_coords = countrys_coords[best_path] path_x, path_y = map(path_coords[:, 0], path_coords[:, 1]) map.plot(path_x, path_y, c='r', marker='o') for i in range(len(countrys)): x, y = map(countrys_coords[i, 1], countrys_coords[i, 0]) plt.text(x, y, countrys[i], fontproperties='SimHei', color='black', fontsize=8, ha='center', va='center') plt.title("全球首都最短路径规划") plt.show()改成现在都有调用蚁群算法库的代码

时间: 2024-03-13 18:45:03 浏览: 19
好的,可以尝试使用蚁群算法库来计算最优路径。以下是修改后的代码: ```python import pandas as pd import numpy as np import matplotlib.pyplot as plt from mpl_toolkits.basemap import Basemap from ant_colony import AntColonyOptimizer # 读取城市数据 df = pd.read_excel('world_coordinate.xlsx', index_col=0, dtype=str) # 提取城市和经纬度数据 countrys = df.index.values countrys_coords = np.array(df['[longitude, latitude]'].apply(eval).tolist()) # 创建蚁群算法实例 num_ants = 50 num_iterations = 500 alpha = 1 beta = 2 rho = 0.5 optimizer = AntColonyOptimizer(num_ants=num_ants, num_iterations=num_iterations, alpha=alpha, beta=beta, rho=rho) # 计算最短路径 best_path, best_distance = optimizer.solve(countrys_coords) # 输出访问完所有城市的最短路径的距离和城市序列 visited_cities = [countrys[i] for i in best_path] print("最短路径距离:", best_distance) print("访问城市序列:", visited_cities) # 数据可视化 fig = plt.figure(figsize=(12, 8)) map = Basemap(projection='robin', lat_0=0, lon_0=0, resolution='l') map.drawcoastlines(color='gray') map.drawcountries(color='gray') x, y = map(countrys_coords[:, 0], countrys_coords[:, 1]) map.scatter(x, y, c='b', marker='o') path_coords = countrys_coords[best_path] path_x, path_y = map(path_coords[:, 0], path_coords[:, 1]) map.plot(path_x, path_y, c='r', marker='o') for i in range(len(countrys)): x, y = map(countrys_coords[i, 1], countrys_coords[i, 0]) plt.text(x, y, countrys[i], fontproperties='SimHei', color='black', fontsize=8, ha='center', va='center') plt.title("全球首都最短路径规划") plt.show() ``` 其中,`AntColonyOptimizer` 是一个自定义的蚁群算法优化器类,代码如下: ```python import numpy as np class AntColonyOptimizer: def __init__(self, num_ants, num_iterations, alpha, beta, rho, Q=100): self.num_ants = num_ants self.num_iterations = num_iterations self.alpha = alpha self.beta = beta self.rho = rho self.Q = Q def solve(self, dist_matrix): n = dist_matrix.shape[0] # 初始化信息素矩阵 tau = np.ones((n, n)) # 创建蚂蚁 ants = np.zeros((self.num_ants, n), dtype=int) # 记录最优路径和距离 best_path = None best_distance = np.inf # 迭代搜索 for iter in range(self.num_iterations): # 初始化蚂蚁位置 ants[:, 0] = np.random.randint(0, n, size=self.num_ants) # 蚂蚁移动 for k in range(1, n): # 计算可选城市的概率 probs = np.zeros((self.num_ants, n)) for i in range(self.num_ants): curr_city = ants[i, k-1] visited = ants[i, :k] unvisited = np.setdiff1d(range(n), visited) if len(unvisited) == 0: continue pheromone = tau[curr_city, unvisited] distance = dist_matrix[curr_city, unvisited] probs[i, unvisited] = pheromone ** self.alpha * (1 / distance) ** self.beta probs[i, visited] = 0 probs[i] /= probs[i].sum() # 选择下一个城市 ants[:, k] = [np.random.choice(range(n), p=probs[i]) for i in range(self.num_ants)] # 计算每只蚂蚁的路径长度 path_lengths = np.zeros(self.num_ants) for i in range(self.num_ants): path = ants[i] path_lengths[i] = dist_matrix[path[-1], path[0]] + dist_matrix[path[:-1], path[1:]].sum() # 更新最优路径 if path_lengths[i] < best_distance: best_distance = path_lengths[i] best_path = path # 更新信息素矩阵 delta_tau = np.zeros((n, n)) for i in range(self.num_ants): path = ants[i] for j in range(n-1): curr_city = path[j] next_city = path[j+1] delta_tau[curr_city, next_city] += self.Q / path_lengths[i] delta_tau[path[-1], path[0]] += self.Q / path_lengths[i] tau = (1 - self.rho) * tau + self.rho * delta_tau return best_path, best_distance ``` 这个优化器使用了与之前相同的距离矩阵,不同的是,它将蚂蚁移动和信息素更新的过程封装在了 `solve` 方法中,返回最优路径和距离。

相关推荐

最新推荐

recommend-type

248ssm-mysql-jsp 校园外卖管理系统.zip(可运行源码+数据库文件+文档)

此次设计的外卖订单管理系统的登录角色一共分为四个,消费者、商户、管理员以及骑手。设计的系统为前端网页和后台管理系统。 消费者主要有以模块的需求:(1)购物车,(2)订单中心,(3)收藏夹,(4)收货地址,(5)个人信息管理,(6)站内咨询浏览,(7)在线留言。 商户的用例包括了一下几个模块设计:(1)商品管理,(2)库存管理,(3)订单管理,(4)销量统计,(5)收藏统计(6)销售额统计,(7)订单量统计 管理员系统结构中的功能设计比较多,分为三个大类分别是基础信息、业务功能和统计信息,基础信息主要是对消费者、商户以及骑手进行信息的维护工作,维护网站内的资讯信息等。业务功能是对网站内的商家进行分类管理,对于商品以及库存进行管理,对订单进行管理以及留言管理。统计信息包括对于商品销量的统计、订单走势图的分析等。 此次使用了java web技术线进行网页端的开发,开发工具采用idea.工具,数据库采用了MySQL进行设计开发,服务器采用了Tomcat服务器技术。该网站系统能够将学校周围商家的外卖产品在网站上向用户进行展示
recommend-type

RTL8188FU-Linux-v5.7.4.2-36687.20200602.tar(20765).gz

REALTEK 8188FTV 8188eus 8188etv linux驱动程序稳定版本, 支持AP,STA 以及AP+STA 共存模式。 稳定支持linux4.0以上内核。
recommend-type

管理建模和仿真的文件

管理Boualem Benatallah引用此版本:布阿利姆·贝纳塔拉。管理建模和仿真。约瑟夫-傅立叶大学-格勒诺布尔第一大学,1996年。法语。NNT:电话:00345357HAL ID:电话:00345357https://theses.hal.science/tel-003453572008年12月9日提交HAL是一个多学科的开放存取档案馆,用于存放和传播科学研究论文,无论它们是否被公开。论文可以来自法国或国外的教学和研究机构,也可以来自公共或私人研究中心。L’archive ouverte pluridisciplinaire
recommend-type

:YOLOv1目标检测算法:实时目标检测的先驱,开启计算机视觉新篇章

![:YOLOv1目标检测算法:实时目标检测的先驱,开启计算机视觉新篇章](https://img-blog.csdnimg.cn/img_convert/69b98e1a619b1bb3c59cf98f4e397cd2.png) # 1. 目标检测算法概述 目标检测算法是一种计算机视觉技术,用于识别和定位图像或视频中的对象。它在各种应用中至关重要,例如自动驾驶、视频监控和医疗诊断。 目标检测算法通常分为两类:两阶段算法和单阶段算法。两阶段算法,如 R-CNN 和 Fast R-CNN,首先生成候选区域,然后对每个区域进行分类和边界框回归。单阶段算法,如 YOLO 和 SSD,一次性执行检
recommend-type

info-center source defatult

这是一个 Cisco IOS 命令,用于配置 Info Center 默认源。Info Center 是 Cisco 设备的日志记录和报告工具,可以用于收集和查看设备的事件、警报和错误信息。该命令用于配置 Info Center 默认源,即设备的默认日志记录和报告服务器。在命令行界面中输入该命令后,可以使用其他命令来配置默认源的 IP 地址、端口号和协议等参数。
recommend-type

c++校园超市商品信息管理系统课程设计说明书(含源代码) (2).pdf

校园超市商品信息管理系统课程设计旨在帮助学生深入理解程序设计的基础知识,同时锻炼他们的实际操作能力。通过设计和实现一个校园超市商品信息管理系统,学生掌握了如何利用计算机科学与技术知识解决实际问题的能力。在课程设计过程中,学生需要对超市商品和销售员的关系进行有效管理,使系统功能更全面、实用,从而提高用户体验和便利性。 学生在课程设计过程中展现了积极的学习态度和纪律,没有缺勤情况,演示过程流畅且作品具有很强的使用价值。设计报告完整详细,展现了对问题的深入思考和解决能力。在答辩环节中,学生能够自信地回答问题,展示出扎实的专业知识和逻辑思维能力。教师对学生的表现予以肯定,认为学生在课程设计中表现出色,值得称赞。 整个课程设计过程包括平时成绩、报告成绩和演示与答辩成绩三个部分,其中平时表现占比20%,报告成绩占比40%,演示与答辩成绩占比40%。通过这三个部分的综合评定,最终为学生总成绩提供参考。总评分以百分制计算,全面评估学生在课程设计中的各项表现,最终为学生提供综合评价和反馈意见。 通过校园超市商品信息管理系统课程设计,学生不仅提升了对程序设计基础知识的理解与应用能力,同时也增强了团队协作和沟通能力。这一过程旨在培养学生综合运用技术解决问题的能力,为其未来的专业发展打下坚实基础。学生在进行校园超市商品信息管理系统课程设计过程中,不仅获得了理论知识的提升,同时也锻炼了实践能力和创新思维,为其未来的职业发展奠定了坚实基础。 校园超市商品信息管理系统课程设计的目的在于促进学生对程序设计基础知识的深入理解与掌握,同时培养学生解决实际问题的能力。通过对系统功能和用户需求的全面考量,学生设计了一个实用、高效的校园超市商品信息管理系统,为用户提供了更便捷、更高效的管理和使用体验。 综上所述,校园超市商品信息管理系统课程设计是一项旨在提升学生综合能力和实践技能的重要教学活动。通过此次设计,学生不仅深化了对程序设计基础知识的理解,还培养了解决实际问题的能力和团队合作精神。这一过程将为学生未来的专业发展提供坚实基础,使其在实际工作中能够胜任更多挑战。
recommend-type

"互动学习:行动中的多样性与论文攻读经历"

多样性她- 事实上SCI NCES你的时间表ECOLEDO C Tora SC和NCESPOUR l’Ingén学习互动,互动学习以行动为中心的强化学习学会互动,互动学习,以行动为中心的强化学习计算机科学博士论文于2021年9月28日在Villeneuve d'Asq公开支持马修·瑟林评审团主席法布里斯·勒菲弗尔阿维尼翁大学教授论文指导奥利维尔·皮耶昆谷歌研究教授:智囊团论文联合主任菲利普·普雷教授,大学。里尔/CRISTAL/因里亚报告员奥利维耶·西格德索邦大学报告员卢多维奇·德诺耶教授,Facebook /索邦大学审查员越南圣迈IMT Atlantic高级讲师邀请弗洛里安·斯特鲁布博士,Deepmind对于那些及时看到自己错误的人...3谢谢你首先,我要感谢我的两位博士生导师Olivier和Philippe。奥利维尔,"站在巨人的肩膀上"这句话对你来说完全有意义了。从科学上讲,你知道在这篇论文的(许多)错误中,你是我可以依
recommend-type

:YOLO目标检测算法的挑战与机遇:数据质量、计算资源与算法优化,探索未来发展方向

![:YOLO目标检测算法的挑战与机遇:数据质量、计算资源与算法优化,探索未来发展方向](https://img-blog.csdnimg.cn/7e3d12895feb4651b9748135c91e0f1a.png?x-oss-process=image/watermark,type_ZHJvaWRzYW5zZmFsbGJhY2s,shadow_50,text_Q1NETiBA5rKJ6YaJ77yM5LqO6aOO5Lit,size_20,color_FFFFFF,t_70,g_se,x_16) # 1. YOLO目标检测算法简介 YOLO(You Only Look Once)是一种
recommend-type

tinyplay /storage/BFEF-19EE/wav.wav -D 0 cannot open device 0 for card 0 Unable to open PCM device 0.

这个错误信息可能是由于无法打开PCM设备0导致的。请检查以下几个方面,以便解决这个问题: 1. 你是否有足够的权限来访问该设备? 2. 检查一下PCM设备0是否已经被其他程序占用了。 3. 确认一下你的PCM设备是否已经被正确地配置和设置。 4. 检查一下你的系统是否有足够的内存和资源来支持你的PCM设备。 如果以上几个方面都检查过了,仍然无法解决问题,你可以尝试使用其他的设备号或者采用其他的操作系统来测试这个问题。
recommend-type

建筑供配电系统相关课件.pptx

建筑供配电系统是建筑中的重要组成部分,负责为建筑内的设备和设施提供电力支持。在建筑供配电系统相关课件中介绍了建筑供配电系统的基本知识,其中提到了电路的基本概念。电路是电流流经的路径,由电源、负载、开关、保护装置和导线等组成。在电路中,涉及到电流、电压、电功率和电阻等基本物理量。电流是单位时间内电路中产生或消耗的电能,而电功率则是电流在单位时间内的功率。另外,电路的工作状态包括开路状态、短路状态和额定工作状态,各种电气设备都有其额定值,在满足这些额定条件下,电路处于正常工作状态。而交流电则是实际电力网中使用的电力形式,按照正弦规律变化,即使在需要直流电的行业也多是通过交流电整流获得。 建筑供配电系统的设计和运行是建筑工程中一个至关重要的环节,其正确性和稳定性直接关系到建筑物内部设备的正常运行和电力安全。通过了解建筑供配电系统的基本知识,可以更好地理解和应用这些原理,从而提高建筑电力系统的效率和可靠性。在课件中介绍了电工基本知识,包括电路的基本概念、电路的基本物理量和电路的工作状态。这些知识不仅对电气工程师和建筑设计师有用,也对一般人了解电力系统和用电有所帮助。 值得一提的是,建筑供配电系统在建筑工程中的重要性不仅仅是提供电力支持,更是为了确保建筑物的安全性。在建筑供配电系统设计中必须考虑到保护装置的设置,以确保电路在发生故障时及时切断电源,避免潜在危险。此外,在电气设备的选型和布置时也需要根据建筑的特点和需求进行合理规划,以提高电力系统的稳定性和安全性。 在实际应用中,建筑供配电系统的设计和建设需要考虑多个方面的因素,如建筑物的类型、规模、用途、电力需求、安全标准等。通过合理的设计和施工,可以确保建筑供配电系统的正常运行和安全性。同时,在建筑供配电系统的维护和管理方面也需要重视,定期检查和维护电气设备,及时发现和解决问题,以确保建筑物内部设备的正常使用。 总的来说,建筑供配电系统是建筑工程中不可或缺的一部分,其重要性不言而喻。通过学习建筑供配电系统的相关知识,可以更好地理解和应用这些原理,提高建筑电力系统的效率和可靠性,确保建筑物内部设备的正常运行和电力安全。建筑供配电系统的设计、建设、维护和管理都需要严谨细致,只有这样才能确保建筑物的电力系统稳定、安全、高效地运行。