在使用Python进行层次分析法(AHP)时,如何通过代码实现一致性检验与权重的计算?请提供相关的代码示例。
时间: 2024-11-06 11:31:15 浏览: 14
要使用Python实现层次分析法(AHP)的一致性检验和权重计算,首先需要了解AHP的基本原理和步骤。层次分析法是一种决策分析方法,它通过将复杂的决策问题分解成不同的层次和因素,然后通过比较矩阵的方式来确定各个因素的权重。一致性检验是确保判断矩阵合理性的关键步骤。在Python中,我们可以使用NumPy库来实现这些计算。
参考资源链接:[Python实现层次分析法(AHP):代码与一致性检验](https://wenku.csdn.net/doc/aoo6j721u3?spm=1055.2569.3001.10343)
根据《Python实现层次分析法(AHP):代码与一致性检验》提供的内容,我们可以构建一个AHP类,并在其内部实现以下关键方法:
1. **一致性指标CI的计算**:
CI = (λmax - n) / (n - 1)
其中,λmax是判断矩阵的最大特征值,n是判断矩阵的阶数。
2. **随机一致性指标RI的获取**:
RI是与判断矩阵的阶数相关的值,不同阶数的RI值不同,可以预先设定一个RI值表。
3. **一致性比例CR的计算**:
CR = CI / RI
当CR小于0.1时,认为判断矩阵具有满意的一致性,否则需要调整判断矩阵。
4. **权重的计算**:
使用判断矩阵每一列的平均值来计算每个元素的相对权重,得到权重向量。
以下是一个简化的代码示例:
```python
import numpy as np
class AHP:
def __init__(self, matrix):
self.matrix = np.array(matrix)
self.n = matrix.shape[0]
self.lambdamax = self.calculate_lambdamax()
self.CI = self.calculate一致性指标CI()
self.RI = self.get_RI_value()
self.CR = self.calculate一致性比例CR()
def calculate_lambdamax(self):
# 计算判断矩阵的最大特征值
eigenvalues, _ = np.linalg.eig(self.matrix)
return max(eigenvalues)
def calculate一致性指标CI(self):
return (self.lambdamax - self.n) / (self.n - 1)
def get_RI_value(self):
# 这里可以建立一个RI值的字典,根据矩阵的阶数n获取对应的RI值
RI_dict = {2: 0, 3: 0.58, 4: 0.9, 5: 1.12, ...}
return RI_dict[self.n]
def calculate一致性比例CR(self):
return self.CI / self.RI
def cal_weight_by_arithmetic_method(self):
# 计算每列元素的和
col_sums = np.sum(self.matrix, axis=0)
# 计算权重
weights = col_sums / np.sum(col_sums)
return weights
# 示例矩阵
matrix = [
[1, 1/2, 4],
[2, 1, 7],
[1/4, 1/7, 1]
]
ahp = AHP(matrix)
print(
参考资源链接:[Python实现层次分析法(AHP):代码与一致性检验](https://wenku.csdn.net/doc/aoo6j721u3?spm=1055.2569.3001.10343)
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