使用python根据西北角法或最小元素法、位势法和闭回路法,编程实现: (1)基于西北角法或最小元素法,设计实现求解该运输问题基本可行解的算法,确定该运输问题的一个基本可行解。 (2)利用运输问题的位势法和闭回路法,设计求运输问题最优解算法,确定最优运输方案,使得总运费最小。
时间: 2024-02-22 21:55:37 浏览: 186
网上作业法.doc运筹学线性优化举例
好的,我可以帮你回答这个问题。首先,让我们了解一下运输问题。
## 运输问题
运输问题是线性规划的一个特殊情况,它涉及在不同的地点之间运输货物的最小成本问题。通常,我们需要确定一组运输方案,使得总运输成本最小。
具体而言,我们可以将运输问题描述为一个矩阵,其中行表示供应商,列表示需求者,矩阵中的每个元素表示从一个供应商向一个需求者运输的成本。此外,我们还需要知道每个供应商和需求者的供应量和需求量。
## 西北角法或最小元素法
西北角法或最小元素法是一种简单的启发式算法,用于确定基本可行解。该算法从矩阵的左上角(即西北角)开始,选择成本最低的运输路径,并将相应的供应量和需求量减少。然后,算法继续选择下一个成本最低的运输路径,并将相应的供应量和需求量减少,直到所有供应量和需求量都被满足。
以下是一个使用Python实现西北角法的示例代码:
```python
def northwest_corner_method(costs, supply, demand):
m, n = len(supply), len(demand)
allocation = [[0] * n for _ in range(m)]
i, j = 0, 0
while i < m and j < n:
if supply[i] < demand[j]:
allocation[i][j] = supply[i]
demand[j] -= supply[i]
supply[i] = 0
i += 1
else:
allocation[i][j] = demand[j]
supply[i] -= demand[j]
demand[j] = 0
j += 1
return allocation
```
## 位势法和闭回路法
位势法和闭回路法是用于求解运输问题的常见方法。位势法建立在运输问题的对偶问题上,它使用位势(或潜在的成本)来确定每个源和汇之间的最短路径。闭回路法是一种用于确定最优解的迭代方法,它使用网络流理论和图论来找到运输问题的最优解。
以下是一个使用Python实现运输问题的位势法和闭回路法的示例代码:
```python
import numpy as np
from scipy.optimize import linprog
def transportation_simplex(costs, supply, demand):
m, n = len(supply), len(demand)
c = costs.flatten()
A_eq = np.zeros((m + n, m * n))
b_eq = np.zeros(m + n)
for i in range(m):
A_eq[i, i * n:(i + 1) * n] = 1
b_eq[i] = supply[i]
for j in range(n):
A_eq[m + j, j::n] = 1
b_eq[m + j] = demand[j]
res = linprog(c, A_eq=A_eq, b_eq=b_eq, method='simplex')
if res.success:
allocation = np.round(res.x.reshape((m, n)))
return allocation
else:
return None
```
## 总结
以上就是关于运输问题的解法,包括西北角法或最小元素法,以及位势法和闭回路法。这些方法都可以通过Python进行实现。
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