补充上述代码中的布谷鸟算法和粒子群算法,其中布谷鸟算法的步长在0.9~1.0,突变概率为0.05~0.25,候选解数为25,最大迭代次数为100.粒子群算法的参数采用最常用的默认值。

时间: 2024-04-13 17:30:06 浏览: 18
下面是补充了布谷鸟算法和粒子群算法的代码: ```python import numpy as np import matplotlib.pyplot as plt# 初始化传感器和锚节点的 num_sensors = 100 num_anchors = 30 sensor_positions = np.random.rand(num_sensors, 2) * 100 anchor_positions = np.random.rand(num_anchors, 2) * 100 # 布谷鸟算法优化传感器定位 def cuckoo_search(sensor_positions, anchor_positions, step_size_min=0.9, step_size_max=1.0, mutation_prob_min=0.05, mutation_prob_max=0.25, num_candidates=25, max_iterations=100): num_sensors = sensor_positions.shape[0] dim = sensor_positions.shape[1] best_solution = sensor_positions.copy() best_fitness = np.inf for iteration in range(max_iterations): # 生成候选解 candidates = [] for i in range(num_candidates): candidate = sensor_positions.copy() step_size = np.random.uniform(step_size_min, step_size_max) mutation_prob = np.random.uniform(mutation_prob_min, mutation_prob_max) candidate += step_size * np.random.randn(num_sensors, dim) candidate = np.clip(candidate, 0, 100) # 限制在范围内 mask = np.random.rand(num_sensors, dim) < mutation_prob candidate[mask] = np.random.rand(np.sum(mask)) * 100 candidates.append(candidate) # 计算适应度函数值 fitness_values = np.linalg.norm(candidates - anchor_positions[:, np.newaxis], axis=2).sum(axis=0) # 选择最好的解 best_index = np.argmin(fitness_values) if fitness_values[best_index] < best_fitness: best_solution = candidates[best_index] best_fitness = fitness_values[best_index] return best_solution # 粒子群算法优化传感器定位 def particle_swarm_optimization(sensor_positions, anchor_positions, num_particles=100, max_iterations=100, inertia_weight=0.5, cognitive_weight=0.5, social_weight=0.5): num_sensors = sensor_positions.shape[0] dim = sensor_positions.shape[1] positions = sensor_positions.copy() velocities = np.zeros((num_particles, num_sensors, dim)) best_positions = positions.copy() best_fitness = np.inf global_best_position = positions[0].copy() for iteration in range(max_iterations): for i in range(num_particles): # 更新速度 velocities[i] = (inertia_weight * velocities[i] + cognitive_weight * np.random.rand() * (best_positions[i] - positions[i]) + social_weight * np.random.rand() * (global_best_position - positions[i])) # 更新位置 positions[i] += velocities[i] positions[i] = np.clip(positions[i], 0, 100) # 限制在范围内 # 计算适应度函数值 fitness_value = np.linalg.norm(positions[i] - anchor_positions, axis=1).sum() # 更新个体最优解和全局最优解 if fitness_value < np.linalg.norm(best_positions[i] - anchor_positions, axis=1).sum(): best_positions[i] = positions[i].copy() if fitness_value < np.linalg.norm(global_best_position - anchor_positions, axis=1).sum(): global_best_position = positions[i].copy() return global_best_position # 优化传感器定位 optimized_sensor_positions = cuckoo_search(sensor_positions, anchor_positions) optimized_sensor_positions = particle_swarm_optimization(optimized_sensor_positions, anchor_positions) # 绘制定位前后的节点分布图 plt.scatter(sensor_positions[:, 0], sensor_positions[:, 1], label='Before Optimization') plt.scatter(optimized_sensor_positions[:, 0], optimized_sensor_positions[:, 1], label='After Optimization') plt.scatter(anchor_positions[:, 0], anchor_positions[:, 1], label='Anchors') plt.legend() plt.show() # 计算定位误差值 error = np.linalg.norm(optimized_sensor_positions - sensor_positions, axis=1) average_error = np.mean(error) print('Average localization error:', average_error) ``` 请注意,以上代码是一个简化的实现,参数的选择可能需要根据实际问题进行调整。同时,布谷鸟算法和粒子群算法的性能也受到参数设置的影响,可能需要通过实验进行调优。

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