分支限界法求解旅行商,C语言代码
时间: 2024-11-01 11:05:46 浏览: 55
分支限界法是一种用于解决组合优化问题的搜索算法,常用于求解旅行商问题(Traveling Salesman Problem,TSP)。在这个问题中,目标是最短路径,即找到访问每个城市一次并返回起点的最短路线。以下是使用C语言实现的一个简化版本的分支限界法求解TSP的基本步骤:
```c
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
// 假设城市数组长度为n
typedef struct {
int city;
int distance_to_last_city; // 到前一个城市的距离
} Node;
// 比较节点的距离
int compare_nodes(Node a, Node b) {
return a.distance_to_last_city < b.distance_to_last_city;
}
// 初始化节点数组
void init_tsp(int cities[], int n, Node nodes[]) {
for (int i = 0; i < n; i++) {
nodes[i].city = cities[i];
nodes[i].distance_to_last_city = INT_MAX; // 初始距离设置为最大值
}
nodes[0].distance_to_last_city = 0; // 起点到自身的距离为0
}
// 求解TSP递归函数
void tsp_brute_force(Node* start, Node cities[], int n, int* best_path, int* best_distance) {
if (n == 1) { // 基线条件:只剩下一个城市,直接返回
*best_distance = cities[start->city].distance_to_last_city;
*best_path = start->city;
return;
}
int min_distance = INT_MAX;
int min_index;
for (int i = 1; i < n; i++) { // 遍历所有后续城市
Node current = cities[start->city];
current.distance_to_last_city = cities[i].distance_to_last_city + cities[i].distance_to_start;
if (current.distance_to_last_city < min_distance) {
min_distance = current.distance_to_last_city;
min_index = i;
}
}
Node temp = cities[start->city]; // 保存当前最优解
cities[start->city] = cities[min_index]; // 更新起点城市
tsp_brute_force(&cities[min_index], cities, n, best_path, best_distance);
cities[start->city] = temp; // 回溯,恢复原始顺序
// 更新全局最优解
if (*best_distance > min_distance) {
*best_distance = min_distance;
*best_path = start->city;
}
}
// 主函数入口
int main() {
// 输入城市列表和距离矩阵等信息...
int cities[] = {1, 2, 3, 4};
int n = sizeof(cities)/sizeof(cities[0]);
Node nodes[n];
// 初始化并调用算法
init_tsp(cities, n, nodes);
int best_path[100], best_distance = INT_MAX;
tsp_brute_force(&nodes[0], nodes, n, &best_path[0], &best_distance);
printf("Best path: ");
for (int i = 0; i < n; i++) {
printf("%d -> ", best_path[i]);
}
printf("back to %d\n", best_path[0]); // 回到起点
printf("Minimum distance: %d\n", best_distance);
return 0;
}
```
请注意,这只是一个非常基础的实现,实际应用中可能需要处理更复杂的情况,如动态规划、剪枝策略以及更有效的数据结构。此外,TSP是一个NP完全问题,对于大规模数据可能会有性能瓶颈。在实际项目中,可以考虑使用启发式算法如遗传算法、蚁群算法等。
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