python已知运输问题 Ai为产地,ai为产地Ai的产量(i=1,2,3);Bj为销地,bj为销地Bj的销量(j=1,2,3,4);每个方格右上角数字为产地Ai运输产品到销地Bj的单位运价cij (i=1,2,3, j=1,2,3,4)。 编程实现: (1) 基于西北角法或最小元素法,设计实现求解该运输问题基本可行解的算法,确定该运输问题的一个基本可行解。 (2) 利用运输问题的位势法和闭回路法,设计求运输问题最优解算法,确定最优运输方案,使得总运费最小。
时间: 2024-02-24 20:56:36 浏览: 67
好的,我可以为您提供一个Python实现。首先,我们来实现问题(1)的基本可行解算法,可以使用最小元素法来求解:
```python
import numpy as np
# 产地和销地的产量和销量
supply = np.array([30, 50, 20])
demand = np.array([40, 20, 30, 10])
# 运输单位价值
cost = np.array([[8, 5, 9, 7],
[4, 7, 6, 10],
[9, 6, 5, 3]])
# 初始化运输量矩阵
allocation = np.zeros((3, 4))
# 使用最小元素法求解基本可行解
while True:
# 找到未分配的最小单位价值
min_cost = np.min(cost[np.nonzero(cost)])
if min_cost == np.inf:
break
# 找到最小单位价值对应的位置
i, j = np.where(cost == min_cost)
i, j = i[0], j[0]
# 分配运输量
quantity = min(supply[i], demand[j])
allocation[i, j] = quantity
# 更新产量和销量
supply[i] -= quantity
demand[j] -= quantity
# 更新单位价值
cost[i, j] = np.inf
print("基本可行解:")
print(allocation)
```
接下来,我们来实现问题(2)的最优解算法,可以使用位势法和闭回路法来求解:
```python
# 初始化潜在运输量和位势矩阵
potential = np.zeros((3, 4))
while True:
# 计算位势矩阵
for i in range(3):
for j in range(4):
potential[i, j] = supply[i] + demand[j] - np.sum(allocation[i]) - np.sum(allocation[:, j])
# 判断是否已达到最优解
if np.min(potential) >= 0:
break
# 找到潜在运输量最小的闭回路
min_potential = np.min(potential)
i, j = np.where(potential == min_potential)
i, j = i[0], j[0]
# 找到闭回路中的路径
path = [(i, j)]
while True:
# 找到与当前格子相邻的格子
if path[-1][0] == i:
row = path[-1][0]
col = np.where(allocation[row, :])[0][0]
path.append((row, col))
else:
row = np.where(allocation[:, path[-1][1]])[0][0]
col = path[-1][1]
path.append((row, col))
# 如果回到起点,则退出循环
if path[-1] == path[0]:
break
# 计算调整量
adjust_quantity = np.inf
for k in range(len(path)):
row, col = path[k]
if k % 2 == 0:
quantity = allocation[row, col]
if quantity < adjust_quantity:
adjust_quantity = quantity
else:
quantity = allocation[row, col]
if quantity < adjust_quantity:
adjust_quantity = quantity
# 进行调整
for k in range(len(path)):
row, col = path[k]
if k % 2 == 0:
allocation[row, col] -= adjust_quantity
else:
allocation[row, col] += adjust_quantity
print("最优解:")
print(allocation)
```
以上就是问题(1)和问题(2)的Python实现。希望能对您有所帮助!
阅读全文