三维装箱算法matlab,三维装箱遗传算法matlab程序

时间: 2023-10-16 21:18:48 浏览: 38
三维装箱算法的 Matlab 程序可能因为算法的具体实现方式不同而有所差异,这里提供一种基于贪心思想的三维装箱算法的 Matlab 实现: ```matlab function [bin,bin_num] = packing_3d(item,dim) % item: 物品列表,每个物品的尺寸为 [w,h,d] % dim: 装箱区域的尺寸,[W,H,D] n = size(item,1); item = sortrows(item,-1); % 将物品按照高度从大到小排序 bin = zeros(dim); bin_num = 1; for i = 1:n [bin,success] = put_item(item(i,:),bin,dim); % 尝试将当前物品放入箱子中 if ~success % 放置失败,启用新的箱子 bin_num = bin_num + 1; bin(:,:,bin_num) = zeros(dim); [bin(:,:,bin_num),~] = put_item(item(i,:),bin(:,:,bin_num),dim); end end end function [bin,success] = put_item(item,bin,dim) % 尝试将物品放入箱子中 w = item(1); h = item(2); d = item(3); % 生成所有可能的放置方案 place = [w,h,d; w,d,h; h,w,d; h,d,w; d,w,h; d,h,w]; for i = 1:size(place,1) [bin,success] = place_item(place(i,:),bin,dim); if success return end end success = false; end function [bin,success] = place_item(item,bin,dim) % 尝试将物品按照指定方向放入箱子中 w = item(1); h = item(2); d = item(3); for x = 1:dim(1)-w+1 for y = 1:dim(2)-h+1 for z = 1:dim(3)-d+1 if all(all(all(bin(x:x+w-1,y:y+h-1,z:z+d-1)==0))) bin(x:x+w-1,y:y+h-1,z:z+d-1) = 1; success = true; return end end end end success = false; end ``` 三维装箱遗传算法的 Matlab 程序也有多种实现方式,这里提供一种基于遗传算法的三维装箱算法的 Matlab 实现: ```matlab function [best_fit,boxes] = packing_3d_ga(item,dim,pop_size,gen_num,mut_rate,keep_rate) % item: 物品列表,每个物品的尺寸为 [w,h,d] % dim: 装箱区域的尺寸,[W,H,D] % pop_size: 种群大小 % gen_num: 迭代次数 % mut_rate: 变异率 % keep_rate: 保留率 n = size(item,1); item = sortrows(item,-1); % 将物品按照高度从大到小排序 pop = randi([1,dim(1)-max(item(:,1))+1],pop_size,n); % 随机生成种群 for i = 1:gen_num % 计算每个个体的适应度 fit = zeros(1,pop_size); for j = 1:pop_size boxes = zeros(dim); for k = 1:n [boxes,success] = place_item(item(k,:),boxes,pop(j,k),dim); if ~success % 放置失败,当前个体适应度为 0 fit(j) = 0; break end end if fit(j) ~= 0 % 放置成功,计算适应度 fit(j) = calc_fit(boxes,dim); end end % 选择、交叉、变异 [~,idx] = sort(fit,'descend'); keep_num = round(keep_rate*pop_size); new_pop = zeros(pop_size,n); new_pop(1:keep_num,:) = pop(idx(1:keep_num),:); for j = keep_num+1:pop_size p1 = pop(idx(randi(keep_num)),:); p2 = pop(idx(randi(keep_num)),:); c = crossover(p1,p2); new_pop(j,:) = mutation(c,mut_rate,dim); end pop = new_pop; end % 找出最佳方案 best_fit = 0; for i = 1:pop_size boxes = zeros(dim); for j = 1:n [boxes,success] = place_item(item(j,:),boxes,pop(i,j),dim); if ~success % 放置失败,当前个体适应度为 0 break end end if success % 放置成功,计算适应度 fit = calc_fit(boxes,dim); if fit > best_fit best_fit = fit; boxes_best = boxes; end end end boxes = boxes_best; end function [boxes,success] = place_item(item,boxes,x,dim) % 将物品按照指定方向放入箱子中 w = item(1); h = item(2); d = item(3); if x+w-1 > dim(1) || any(any(any(boxes(x:x+w-1,:,1:d)==1))) success = false; return end boxes(x:x+w-1,:,1:d) = 1; success = true; end function fit = calc_fit(boxes,dim) % 计算适应度 fit = sum(sum(sum(boxes,3)>0))/dim(1)/dim(2); end function c = crossover(p1,p2) % 交叉 n = length(p1); c = zeros(1,n); k = randi(n); c(1:k) = p1(1:k); for i = k+1:n idx = find(~ismember(p2,c)); c(i) = p2(idx(randi(length(idx)))); end end function c = mutation(p,rate,dim) % 变异 n = length(p); c = p; if rand < rate k = randi(n); c(k) = randi([1,dim(1)-max(p(:,1))+1]); end end ``` 请注意,这两个程序可能只是三维装箱问题的一些基础实现,具体的应用场景和需求可能需要更加复杂的算法和实现方式。

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