遗传算法解决tsp问题py

时间: 2023-11-05 12:04:48 浏览: 58
遗传算法可以应用于解决旅行商问题(TSP)。下面是一个用Python实现的遗传算法解决TSP问题的示例代码: ```python import numpy as np # 生成随机的城市坐标 def generate_cities(num_cities): cities = np.random.rand(num_cities, 2) * 100 return cities # 计算两个城市之间的距离 def calculate_distance(city1, city2): return np.linalg.norm(city1 - city2) # 计算路径的总长度 def calculate_total_distance(cities, path): total_distance = 0 for i in range(len(path) - 1): city1 = cities[path[i]] city2 = cities[path[i+1]] total_distance += calculate_distance(city1, city2) return total_distance # 初始化种群 def initialize_population(num_cities, population_size): population = [] for _ in range(population_size): path = np.random.permutation(num_cities) population.append(path) return population # 选择父代个体 def select_parents(population, num_parents): fitness_scores = [1 / calculate_total_distance(cities, path) for path in population] fitness_scores_sum = sum(fitness_scores) probabilities = [fitness_score / fitness_scores_sum for fitness_score in fitness_scores] parents_indices = np.random.choice(len(population), num_parents, p=probabilities, replace=False) parents = [population[index] for index in parents_indices] return parents # 交叉操作 def crossover(parents): child = [-1] * len(parents[0]) gene_a, gene_b = np.random.choice(len(parents[0]), 2, replace=False) start_gene = min(gene_a, gene_b) end_gene = max(gene_a, gene_b) child[start_gene:end_gene] = parents[0][start_gene:end_gene] for i in range(len(parents[1])): if parents[1][i] not in child: for j in range(len(child)): if child[j] == -1: child[j] = parents[1][i] break return child # 变异操作 def mutate(child): gene_a, gene_b = np.random.choice(len(child), 2, replace=False) child[gene_a], child[gene_b] = child[gene_b], child[gene_a] return child # 遗传算法求解TSP问题 def solve_tsp(cities, population_size, num_generations): population = initialize_population(len(cities), population_size) for _ in range(num_generations): parents = select_parents(population, 2) child = crossover(parents) child = mutate(child) population.append(child) best_path = min(population, key=lambda path: calculate_total_distance(cities, path)) best_distance = calculate_total_distance(cities, best_path) return best_path, best_distance # 示例运行 if __name__ == '__main__': num_cities = 10 population_size = 100 num_generations = 1000 cities = generate_cities(num_cities) best_path, best_distance = solve_tsp(cities, population_size, num_generations) print("最短路径:", best_path) print("最短距离:", best_distance) ``` 这段代码使用了遗传算法来解决TSP问题。它首先生成了随机的城市坐标,然后通过计算两个城市之间的距离来定义路径的总长度。接下来,通过初始化种群、选择父代个体、交叉操作和变异操作等步骤来进行遗传算法的迭代求解。最终找到最短路径和最短距离的解。 请注意,这只是一个简单的示例代码,实际应用中可能需要根据具体问题进行调整和优化。

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