萤火虫算法 路径规划

萤火虫算法是一种基于自然界萤火虫行为的启发式优化算法，用于解决优化问题。它模拟了萤火虫的交互行为，通过光强度和吸引度来调整萤火虫的移动方向，从而找到最优解。

路径规划是指在给定起点和终点的情况下，确定一条最优路径以满足特定的约束条件。萤火虫算法可以应用于路径规划问题，通过优化萤火虫的移动策略来寻找最优路径。

以下是基于萤火虫算法的路径规划的示例代码：

# 导入必要的库
import numpy as np

# 定义萤火虫类
class Firefly:
    def __init__(self, position):
        self.position = position
        self.intensity = 0

    def __str__(self):
        return f"Position: {self.position}, Intensity: {self.intensity}"

# 定义路径规划函数
def path_planning(start, end, num_fireflies, max_iterations):
    # 初始化萤火虫群体
    fireflies = [Firefly(start) for _ in range(num_fireflies)]

    # 迭代更新萤火虫位置和亮度
    for _ in range(max_iterations):
        for i in range(num_fireflies):
            for j in range(num_fireflies):
                if fireflies[j].intensity > fireflies[i].intensity:
                    # 计算吸引度
                    attractiveness = calculate_attractiveness(fireflies[i], fireflies[j])

                    # 更新位置
                    fireflies[i].position += attractiveness * (fireflies[j].position - fireflies[i].position)

                    # 更新亮度
                    fireflies[i].intensity = calculate_intensity(fireflies[i])

    # 选择最优路径
    best_firefly = max(fireflies, key=lambda x: x.intensity)
    best_path = best_firefly.position

    return best_path

# 计算吸引度
def calculate_attractiveness(firefly1, firefly2):
    distance = np.linalg.norm(firefly1.position - firefly2.position)
    attractiveness = 1 / (1 + distance)

    return attractiveness

# 计算亮度
def calculate_intensity(firefly):
    intensity = np.linalg.norm(firefly.position)

    return intensity

# 示例使用
start = np.array([0, 0])
end = np.array([10, 10])
num_fireflies = 10
max_iterations = 100

best_path = path_planning(start, end, num_fireflies, max_iterations)
print("Best path:", best_path)

这段代码演示了如何使用萤火虫算法进行路径规划。在示例中，我们定义了一个萤火虫类，包含位置和亮度属性。然后，我们定义了路径规划函数，其中使用萤火虫算法迭代更新萤火虫的位置和亮度。最后，我们选择亮度最高的萤火虫作为最优路径。