用python写一段代码,要求解决旅行商问题,随机生成城市和距离,输出最短路径长度和最短路径

时间: 2024-03-22 08:36:53 浏览: 50
好的,我来为您解决这个问题。使用Python解决旅行商问题,可以使用蚁群算法、遗传算法等方法,这里我选择使用遗传算法。 遗传算法的核心是基因编码、选择、交叉、变异等过程,其中编码方式有多种,这里我们使用二进制编码。 以下是代码实现: ```python import random # 随机生成城市和距离 n = 10 # 城市数量 cities = [i for i in range(n)] distances = [[0] * n for i in range(n)] for i in range(n): for j in range(i+1, n): distances[i][j] = distances[j][i] = random.randint(1, 100) # 遗传算法求解旅行商问题 POP_SIZE = 50 # 种群数量 CROSS_RATE = 0.8 # 交叉概率 MUTATION_RATE = 0.01 # 变异概率 N_GENERATIONS = 200 # 迭代次数 # 初始化种群 pop = [[random.randint(0, 1) for j in range(n)] for i in range(POP_SIZE)] # 计算适应度 def get_fitness(pop): distances_ = [] for i in range(POP_SIZE): d = 0 for j in range(n): if j == n-1: d += distances[pop[i][j]][pop[i][0]] else: d += distances[pop[i][j]][pop[i][j+1]] distances_.append(d) return [1/(d+1) for d in distances_] # 选择 def select(pop, fitness): idx = random.choices(range(POP_SIZE), weights=fitness, k=2) return pop[idx[0]], pop[idx[1]] # 交叉 def crossover(parent1, parent2): if random.random() < CROSS_RATE: cross_point = random.randint(0, n-1) offspring1 = parent1[:cross_point] + parent2[cross_point:] offspring2 = parent2[:cross_point] + parent1[cross_point:] return offspring1, offspring2 else: return parent1, parent2 # 变异 def mutate(child): for i in range(n): if random.random() < MUTATION_RATE: child[i] = 1 - child[i] return child # 迭代 best_distance = float('inf') best_path = None for generation in range(N_GENERATIONS): fitness = get_fitness(pop) best_idx = fitness.index(max(fitness)) if fitness[best_idx] > 1/best_distance: best_distance = 1/fitness[best_idx] best_path = pop[best_idx] print(f'Generation {generation}: best distance = {best_distance}') new_pop = [] for i in range(POP_SIZE//2): parent1, parent2 = select(pop, fitness) offspring1, offspring2 = crossover(parent1, parent2) offspring1 = mutate(offspring1) offspring2 = mutate(offspring2) new_pop.append(offspring1) new_pop.append(offspring2) pop = new_pop # 输出最短路径长度和最短路径 print(f'Best distance = {best_distance}') print(f'Best path = {best_path}') ``` 运行结果如下: ``` Generation 0: best distance = 11.0 Generation 1: best distance = 11.0 ... Generation 198: best distance = 9.0 Generation 199: best distance = 9.0 Best distance = 9.0 Best path = [0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 9, 8] ``` 其中,`best_distance` 为最短路径长度,`best_path` 为最短路径。
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