matlab实现旅行商问题

时间: 2023-10-16 16:26:50 浏览: 38
旅行商问题是一个NP完全问题,因此在实际求解时需要采用一些近似算法。其中比较常用的是遗传算法和模拟退火算法。 下面给出一个基于遗传算法的Matlab代码实现: ``` function [best_path, best_dist] = tsp_ga(cities, pop_size, num_gen, elite_rate, mutation_rate) % TSP_GA solves the Traveling Salesman Problem using a genetic algorithm % cities: a n-by-2 matrix containing the coordinates of n cities % pop_size: the size of the population, default is 50 % num_gen: the number of generations, default is 100 % elite_rate: the percentage of the best individuals to be kept in the next generation, default is 0.1 % mutation_rate: the probability of mutation, default is 0.01 % default parameters if nargin < 5 mutation_rate = 0.01; end if nargin < 4 elite_rate = 0.1; end if nargin < 3 num_gen = 100; end if nargin < 2 pop_size = 50; end % number of cities n = size(cities, 1); % initialize population pop = zeros(pop_size, n); for i = 1:pop_size pop(i,:) = randperm(n); end % main loop for gen = 1:num_gen % evaluate fitness of each individual dist = zeros(pop_size, 1); for i = 1:pop_size path = pop(i,:); dist(i) = 0; for j = 1:n-1 dist(i) = dist(i) + norm(cities(path(j+1),:) - cities(path(j),:)); end dist(i) = dist(i) + norm(cities(path(1),:) - cities(path(n),:)); % add distance from last to first city end [sorted_dist, idx] = sort(dist); best_path = pop(idx(1),:); best_dist = sorted_dist(1); % selection elite_size = round(elite_rate * pop_size); elite_pop = pop(idx(1:elite_size),:); nonelite_size = pop_size - elite_size; nonelite_pop = zeros(nonelite_size, n); for i = 1:nonelite_size % tournament selection k = randi(pop_size, 1, 2); if dist(k(1)) < dist(k(2)) nonelite_pop(i,:) = pop(k(1),:); else nonelite_pop(i,:) = pop(k(2),:); end end pop = [elite_pop; nonelite_pop]; % crossover for i = 1:2:nonelite_size % choose two parents p = randperm(nonelite_size, 2); parent1 = nonelite_pop(p(1),:); parent2 = nonelite_pop(p(2),:); child = zeros(1, n); % choose a random segment from parent1 seg_start = randi(n); seg_end = randi([seg_start+1,n]); child(seg_start:seg_end) = parent1(seg_start:seg_end); % insert remaining cities from parent2 idx = 1; for j = 1:n if child(j) == 0 while ismember(parent2(idx), child) idx = idx + 1; if idx > n idx = 1; end end child(j) = parent2(idx); idx = idx + 1; if idx > n idx = 1; end end end pop(elite_size+i,:) = child; end % mutation for i = 1:pop_size if rand < mutation_rate % swap two random cities j = randi(n, 1, 2); pop(i,[j(1),j(2)]) = pop(i,[j(2),j(1)]); end end end end ``` 使用方法: 首先定义一组城市坐标,例如: ``` cities = [0, 0; 1, 1; 2, 1; 1, 2; 2, 2]; ``` 然后调用`tsp_ga`函数求解: ``` [best_path, best_dist] = tsp_ga(cities); ``` 其中`best_path`为最优路径,`best_dist`为最优路径长度。 需要注意的是,由于遗传算法是一种随机算法,因此每次运行的结果可能会有所不同。

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