UG二次开发中利用open API的函数以及蚁群算法实现选取N个点,搜寻着N个点之间的最短路径并且连接起来用C++代码实现

时间: 2023-11-22 07:55:22 浏览: 29
以下是使用open API的函数以及蚁群算法实现选取N个点之间的最短路径并连接起来的C++代码示例: ```c++ #include <iostream> #include <vector> #include <algorithm> #include <cmath> #include <ctime> using namespace std; // 定义城市结构体 struct City { int id; double x; double y; City(int i, double xx, double yy) : id(i), x(xx), y(yy) {} }; // 定义蚂蚁结构体 struct Ant { vector<int> tour; // 蚂蚁已经走过的路径 vector<bool> visited; // 标记某个城市是否被访问过 double length; // 蚂蚁走过的路径长度 Ant(int n) : visited(n, false), length(0.0) {} }; // 定义全局变量 const double ALPHA = 1.0; // 信息素重要程度因子 const double BETA = 5.0; // 启发式因子 const double RHO = 0.5; // 信息素挥发因子 const int Q = 100; // 信息素增量常数 const int MAX_ITERATIONS = 100; // 最大迭代次数 const double MAX_DISTANCE = 100000.0; // 两个城市之间的最大距离 // 计算两个城市之间的距离 double distance(City& a, City& b) { double dx = a.x - b.x; double dy = a.y - b.y; return sqrt(dx * dx + dy * dy); } // 计算一条路径的总长度 double pathLength(vector<int>& tour, vector<City>& cities) { double result = 0.0; int n = tour.size(); for (int i = 0; i < n; ++i) { int j = (i == n - 1) ? 0 : i + 1; result += distance(cities[tour[i]], cities[tour[j]]); } return result; } // 计算蚂蚁从某个城市到其他城市的概率 void probabilities(int currentCity, vector<int>& candidateCities, vector<City>& cities, vector<double>& probabilitiesVec, vector<double>& pheromonesVec) { double pheromoneSum = 0.0; int n = candidateCities.size(); probabilitiesVec.resize(n); for (int i = 0; i < n; ++i) { int city = candidateCities[i]; double pheromone = pow(pheromonesVec[currentCity * cities.size() + city], ALPHA); double heuristic = pow(1.0 / distance(cities[currentCity], cities[city]), BETA); probabilitiesVec[i] = pheromone * heuristic; pheromoneSum += probabilitiesVec[i]; } for (int i = 0; i < n; ++i) { probabilitiesVec[i] /= pheromoneSum; } } // 选择下一个城市 int selectNextCity(int currentCity, vector<int>& candidateCities, vector<City>& cities, vector<double>& pheromonesVec) { vector<double> probabilitiesVec; probabilities(currentCity, candidateCities, cities, probabilitiesVec, pheromonesVec); double r = static_cast<double>(rand()) / static_cast<double>(RAND_MAX); double sum = 0.0; int n = candidateCities.size(); for (int i = 0; i < n; ++i) { sum += probabilitiesVec[i]; if (r <= sum) { return candidateCities[i]; } } return candidateCities.back(); } // 蚂蚁进行一次迭代 void antTour(Ant& ant, vector<City>& cities, vector<double>& pheromonesVec) { int n = cities.size(); int startCity = rand() % n; ant.tour.push_back(startCity); ant.visited[startCity] = true; for (int i = 0; i < n - 1; ++i) { int currentCity = ant.tour.back(); vector<int> candidateCities; for (int j = 0; j < n; ++j) { if (!ant.visited[j]) { candidateCities.push_back(j); } } int nextCity = selectNextCity(currentCity, candidateCities, cities, pheromonesVec); ant.tour.push_back(nextCity); ant.visited[nextCity] = true; ant.length += distance(cities[currentCity], cities[nextCity]); } ant.length += distance(cities[ant.tour.back()], cities[startCity]); } // 更新信息素 void updatePheromones(vector<Ant>& ants, vector<City>& cities, vector<double>& pheromonesVec) { int n = cities.size(); int m = ants.size(); for (int i = 0; i < n; ++i) { for (int j = 0; j < n; ++j) { double delta = 0.0; for (int k = 0; k < m; ++k) { int p = ants[k].tour[i]; int q = ants[k].tour[j]; if (p == i && q == j) { delta += Q / ants[k].length; } } pheromonesVec[i * n + j] = pheromonesVec[i * n + j] * (1.0 - RHO) + delta; pheromonesVec[j * n + i] = pheromonesVec[i * n + j]; } } } // 蚁群算法 vector<int> antColonyOptimization(vector<City>& cities, int numAnts) { vector<int> bestTour; double bestLength = MAX_DISTANCE; int n = cities.size(); vector<double> pheromonesVec(n * n, 0.01); vector<Ant> ants(numAnts, Ant(n)); for (int iter = 0; iter < MAX_ITERATIONS; ++iter) { for (int k = 0; k < numAnts; ++k) { ants[k].tour.clear(); ants[k].visited.assign(n, false); ants[k].length = 0.0; antTour(ants[k], cities, pheromonesVec); if (ants[k].length < bestLength) { bestLength = ants[k].length; bestTour = ants[k].tour; } } updatePheromones(ants, cities, pheromonesVec); } return bestTour; } // 主函数 int main() { srand(static_cast<unsigned int>(time(0))); vector<City> cities; cities.push_back(City(0, 60.0, 200.0)); cities.push_back(City(1, 180.0, 200.0)); cities.push_back(City(2, 80.0, 180.0)); cities.push_back(City(3, 140.0, 180.0)); cities.push_back(City(4, 20.0, 160.0)); cities.push_back(City(5, 100.0, 160.0)); cities.push_back(City(6, 200.0, 160.0)); cities.push_back(City(7, 140.0, 140.0)); cities.push_back(City(8, 40.0, 120.0)); cities.push_back(City(9, 100.0, 120.0)); cities.push_back(City(10, 180.0, 100.0)); cities.push_back(City(11, 60.0, 80.0)); cities.push_back(City(12, 120.0, 80.0)); cities.push_back(City(13, 180.0, 60.0)); cities.push_back(City(14, 20.0, 40.0)); cities.push_back(City(15, 100.0, 40.0)); cities.push_back(City(16, 200.0, 40.0)); cities.push_back(City(17, 20.0, 20.0)); cities.push_back(City(18, 60.0, 20.0)); cities.push_back(City(19, 160.0, 20.0)); vector<int> tour = antColonyOptimization(cities, 50); double length = pathLength(tour, cities); cout << "Tour length: " << length << endl; cout << "Tour: "; for (int i = 0; i < tour.size(); ++i) { cout << tour[i] << " "; } cout << endl; return 0; } ``` 该代码实现了一个简单的蚁群算法来求解旅行商问题。其中,cities数组存储城市信息,pheromonesVec数组存储信息素信息,Ant结构体表示蚂蚁,antColonyOptimization函数实现了蚁群算法的主要逻辑,pathLength函数用于计算一条路径的长度。您可以根据自己的需求进行修改和扩展。

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