出一个matlab求最短路径的题要求使用dqn算法并绘图并给出代码

好的，以下是一个使用DQN算法求解最短路径的MATLAB代码，并且绘制了路径图。

% 首先定义地图
map = ones(10,10); % 假设地图大小为10x10，所有地方都可以通行
map(3:4,3:8) = 0; % 在(3,3)到(4,8)这个区域设置障碍物

% 现在我们需要定义状态和动作
% 状态为当前位置，动作为向上、向下、向左、向右四个方向移动
% 状态和动作均用整数表示，具体定义如下：

% 状态：(x,y)，x和y均为1到10之间的整数
states = zeros(100,2);
count = 1;
for i = 1:10
    for j = 1:10
        states(count,:) = [i,j];
        count = count + 1;
    end
end

% 动作：1表示向上，2表示向下，3表示向左，4表示向右
actions = [1,2,3,4];

% 定义reward函数，如果到达目标点，reward为1，否则为0
goal = [10,10];
reward = @(s) (isequal(s,goal));

% 定义DQN的参数
n_states = size(states,1);
n_actions = length(actions);
gamma = 0.9;
epsilon = 0.1;
batch_size = 32;
memory_size = 10000;
n_episodes = 1000;
n_steps = 100;

% 定义DQN的网络结构
layers = [
    imageInputLayer([1 2 1])
    fullyConnectedLayer(10)
    reluLayer
    fullyConnectedLayer(n_actions)
    regressionLayer
    ];

% 定义DQN的选项
options = rlDQNAgentOptions(...
    'UseDoubleDQN',true,...
    'TargetUpdateMethod',"smoothing",...
    'TargetSmoothFactor',1e-3,...
    'ExperienceBufferLength',memory_size,...
    'DiscountFactor',gamma,...
    'EpsilonGreedyExploration',epsilon);

% 定义DQN代理
agent = rlDQNAgent(layers,options);

% 定义DQN环境
env = rlFunctionEnv(@dqn_environment);

% 训练DQN代理
training_stats = train(agent,env,'Episodes',n_episodes,'MaxStepsPerEpisode',n_steps);

% 绘制路径图
figure;
hold on;
imagesc(map');
colormap(flipud(gray));
plot(goal(1),goal(2),'ro','MarkerSize',10,'LineWidth',2);
state = [1,1];
while ~isequal(state,goal)
    action = predict(agent,state);
    new_state = state + action - 3;
    x = [state(2),new_state(2)];
    y = [state(1),new_state(1)];
    plot(x,y,'b','LineWidth',2);
    state = new_state;
end
title('Shortest Path');
xlabel('X');
ylabel('Y');
set(gca,'YDir','normal');

我们还需要定义一个环境函数，它将传递给rlFunctionEnv函数，它的作用是模拟代理在环境中移动的过程。

function [next_state,reward,is_terminal] = dqn_environment(state,action)
% 根据当前状态和动作计算下一个状态和奖励
% 如果下一个状态为障碍物或超出地图范围，则奖励为-1

% 定义地图和目标点
map = ones(10,10);
map(3:4,3:8) = 0;
goal = [10,10];

% 计算下一个状态
next_state = state + action - 3;

% 判断下一个状态是否合法
if any(next_state < 1) || any(next_state > 10) || map(next_state(1),next_state(2)) == 0
    reward = -1;
    is_terminal = true;
else
    reward = 0;
    is_terminal = false;
end

% 如果到达目标点，则奖励为1
if isequal(next_state,goal)
    reward = 1;
    is_terminal = true;
end
end

这段代码中，我们首先定义了地图和目标点，然后计算了下一个状态，并根据下一个状态是否合法以及是否到达目标点来计算奖励和是否终止。

最后运行这个MATLAB代码，就可以看到求解最短路径的结果了。