基于python语言的matlab遗传算法旅行商问题

时间: 2023-11-29 14:45:18 浏览: 36
以下是基于Python语言的遗传算法解决旅行商问题的示例代码: ```python import numpy as np import matplotlib.pyplot as plt # 旅行商问题类 class TSP: def __init__(self, city_num, pop_size, pc, pm, max_gen): self.city_num = city_num # 城市数量 self.pop_size = pop_size # 种群大小 self.pc = pc # 交叉概率 self.pm = pm # 变异概率 self.max_gen = max_gen # 最大迭代次数 self.city_pos = np.random.rand(city_num, 2) # 城市坐标 self.dist_mat = self.get_dist_mat() # 距离矩阵 self.pop = np.zeros((pop_size, city_num), dtype=int) # 种群 self.fitness = np.zeros(pop_size) # 适应度 self.best_path = np.zeros(city_num, dtype=int) # 最优路径 self.best_dist = np.inf # 最优距离 # 计算距离矩阵 def get_dist_mat(self): dist_mat = np.zeros((self.city_num, self.city_num)) for i in range(self.city_num): for j in range(i + 1, self.city_num): dist_mat[i][j] = np.sqrt(np.sum(np.square(self.city_pos[i] - self.city_pos[j]))) dist_mat[j][i] = dist_mat[i][j] return dist_mat # 初始化种群 def init_pop(self): for i in range(self.pop_size): self.pop[i] = np.random.permutation(self.city_num) # 计算适应度 def calc_fitness(self): for i in range(self.pop_size): dist = 0 for j in range(self.city_num - 1): dist += self.dist_mat[self.pop[i][j]][self.pop[i][j + 1]] dist += self.dist_mat[self.pop[i][-1]][self.pop[i][0]] self.fitness[i] = 1 / dist # 选择操作 def selection(self): idx = np.random.choice(self.pop_size, size=self.pop_size, replace=True, p=self.fitness / np.sum(self.fitness)) self.pop = self.pop[idx] # 交叉操作 def crossover(self): for i in range(0, self.pop_size, 2): if np.random.rand() < self.pc: j, k = np.random.choice(self.city_num, size=2, replace=False) if j > k: j, k = k, j temp1 = np.zeros(self.city_num, dtype=int) temp2 = np.zeros(self.city_num, dtype=int) temp1[j:k] = self.pop[i + 1][j:k] temp2[j:k] = self.pop[i][j:k] idx1 = 0 idx2 = 0 for m in range(self.city_num): if self.pop[i][m] not in temp1[j:k]: temp1[idx1] = self.pop[i][m] idx1 += 1 if self.pop[i + 1][m] not in temp2[j:k]: temp2[idx2] = self.pop[i + 1][m] idx2 += 1 self.pop[i] = temp1 self.pop[i + 1] = temp2 # 变异操作 def mutation(self): for i in range(self.pop_size): if np.random.rand() < self.pm: j, k = np.random.choice(self.city_num, size=2, replace=False) self.pop[i][j], self.pop[i][k] = self.pop[i][k], self.pop[i][j] # 获取最优解 def get_best_path(self): for i in range(self.pop_size): dist = 0 for j in range(self.city_num - 1): dist += self.dist_mat[self.pop[i][j]][self.pop[i][j + 1]] dist += self.dist_mat[self.pop[i][-1]][self.pop[i][0]] if dist < self.best_dist: self.best_path = self.pop[i] self.best_dist = dist # 迭代 def evolve(self): self.init_pop() self.calc_fitness() self.get_best_path() for i in range(self.max_gen): self.selection() self.crossover() self.mutation() self.calc_fitness() self.get_best_path() # 绘制城市分布图和最优路径图 def plot(self): plt.figure(figsize=(10, 5)) plt.subplot(121) plt.scatter(self.city_pos[:, 0], self.city_pos[:, 1]) plt.title('City Distribution') plt.subplot(122) plt.plot(self.city_pos[self.best_path][:, 0], self.city_pos[self.best_path][:, 1], '-o') plt.title('Best Path') plt.show() # 示例 tsp = TSP(city_num=20, pop_size=100, pc=0.8, pm=0.1, max_gen=500) tsp.evolve() tsp.plot() ```

相关推荐

最新推荐

recommend-type

基于python实现matlab filter函数过程详解

主要介绍了基于python实现matlab filter函数过程详解,文中通过示例代码介绍的非常详细,对大家的学习或者工作具有一定的参考学习价值,需要的朋友可以参考下
recommend-type

Python基于动态规划算法解决01背包问题实例

主要介绍了Python基于动态规划算法解决01背包问题,结合实例形式分析了Python动态规划算法解决01背包问题的原理与具体实现技巧,需要的朋友可以参考下
recommend-type

详解用python实现简单的遗传算法

主要介绍了详解用python实现简单的遗传算法,小编觉得挺不错的,现在分享给大家,也给大家做个参考。一起跟随小编过来看看吧
recommend-type

python 遗传算法求函数极值的实现代码

今天小编就为大家分享一篇python 遗传算法求函数极值的实现代码,具有很好的参考价值,希望对大家有所帮助。一起跟随小编过来看看吧
recommend-type

基于python实现KNN分类算法

主要为大家详细介绍了基于python实现KNN分类算法,具有一定的参考价值,感兴趣的小伙伴们可以参考一下
recommend-type

zigbee-cluster-library-specification

最新的zigbee-cluster-library-specification说明文档。
recommend-type

管理建模和仿真的文件

管理Boualem Benatallah引用此版本:布阿利姆·贝纳塔拉。管理建模和仿真。约瑟夫-傅立叶大学-格勒诺布尔第一大学,1996年。法语。NNT:电话:00345357HAL ID:电话:00345357https://theses.hal.science/tel-003453572008年12月9日提交HAL是一个多学科的开放存取档案馆,用于存放和传播科学研究论文,无论它们是否被公开。论文可以来自法国或国外的教学和研究机构,也可以来自公共或私人研究中心。L’archive ouverte pluridisciplinaire
recommend-type

实现实时数据湖架构:Kafka与Hive集成

![实现实时数据湖架构:Kafka与Hive集成](https://img-blog.csdnimg.cn/img_convert/10eb2e6972b3b6086286fc64c0b3ee41.jpeg) # 1. 实时数据湖架构概述** 实时数据湖是一种现代数据管理架构,它允许企业以低延迟的方式收集、存储和处理大量数据。与传统数据仓库不同,实时数据湖不依赖于预先定义的模式,而是采用灵活的架构,可以处理各种数据类型和格式。这种架构为企业提供了以下优势: - **实时洞察:**实时数据湖允许企业访问最新的数据,从而做出更明智的决策。 - **数据民主化:**实时数据湖使各种利益相关者都可
recommend-type

list根据id查询pid 然后依次获取到所有的子节点数据

可以使用递归的方式来实现根据id查询pid并获取所有子节点数据。具体实现可以参考以下代码: ``` def get_children_nodes(nodes, parent_id): children = [] for node in nodes: if node['pid'] == parent_id: node['children'] = get_children_nodes(nodes, node['id']) children.append(node) return children # 测试数
recommend-type

JSBSim Reference Manual

JSBSim参考手册,其中包含JSBSim简介,JSBSim配置文件xml的编写语法,编程手册以及一些应用实例等。其中有部分内容还没有写完,估计有生之年很难看到完整版了,但是内容还是很有参考价值的。