matlab实现:C是空间城市三维坐标,D是距离矩阵,遗传算法解决TSP问题,要求迭代绘制每一次的最优路径,注意坐标是三维的

时间: 2024-03-21 09:42:54 浏览: 49
好的,这是一个比较典型的TSP问题,使用遗传算法可以得到较优的解。下面是MATLAB实现的代码: ```matlab % 定义城市坐标 C = [1 2 3; 4 5 6; 7 8 9; 10 11 12; 13 14 15]; % 计算距离矩阵 n = size(C, 1); % 城市数量 D = zeros(n, n); for i = 1:n for j = 1:n D(i, j) = norm(C(i,:) - C(j,:)); % 计算欧几里得距离 end end % 设置遗传算法参数 popSize = 50; % 种群大小 numGen = 100; % 迭代次数 numElite = 2; % 精英个体数量 mutProb = 0.01; % 变异概率 % 初始化种群 pop = zeros(popSize, n); for i = 1:popSize pop(i,:) = randperm(n); end % 计算适应度 fitness = zeros(popSize, 1); for i = 1:popSize fitness(i) = calcFitness(pop(i,:), D); end % 记录每一代的最优解 bestFitness = zeros(numGen, 1); bestPath = zeros(numGen, n); [bestFitness(1), idx] = min(fitness); bestPath(1,:) = pop(idx,:); % 迭代 for gen = 2:numGen % 选择 parents = selection(pop, fitness, numElite); % 交叉 offspring = crossover(parents, popSize); % 变异 offspring = mutation(offspring, mutProb); % 计算适应度 fitness = zeros(popSize, 1); for i = 1:popSize fitness(i) = calcFitness(offspring(i,:), D); end % 合并种群 pop = [parents; offspring]; fitness = [fitness; fitness]; % 保留精英个体 [fitness, idx] = sort(fitness); pop = pop(idx,:); pop = pop(1:popSize,:); fitness = fitness(1:popSize); % 记录最优解 [bestFitness(gen), idx] = min(fitness); bestPath(gen,:) = pop(idx,:); % 绘制最优路径 plot3(C(:,1), C(:,2), C(:,3), 'ro'); hold on; plot3(C([bestPath(gen,:) bestPath(gen,1)],1), C([bestPath(gen,:) bestPath(gen,1)],2), C([bestPath(gen,:) bestPath(gen,1)],3), 'b--'); hold off; drawnow; end % 绘制最优路径 plot3(C(:,1), C(:,2), C(:,3), 'ro'); hold on; plot3(C([bestPath(end,:) bestPath(end,1)],1), C([bestPath(end,:) bestPath(end,1)],2), C([bestPath(end,:) bestPath(end,1)],3), 'b--'); hold off; % 计算路径长度 function f = calcFitness(path, D) f = 0; n = length(path); for i = 1:n-1 f = f + D(path(i), path(i+1)); end f = f + D(path(n), path(1)); end % 选择 function parents = selection(pop, fitness, numElite) [~, idx] = sort(fitness); parents = pop(idx(1:numElite),:); end % 交叉 function offspring = crossover(parents, popSize) n = size(parents, 1); offspring = zeros(popSize-n, size(parents, 2)); for i = 1:popSize-n % 随机选择两个父代个体 idx1 = randi(n); idx2 = randi(n); while idx2 == idx1 idx2 = randi(n); end parent1 = parents(idx1,:); parent2 = parents(idx2,:); % 随机选择交叉点 pt = randi(length(parent1)-1); % 交叉 offspring(i,:) = [parent1(1:pt) parent2(pt+1:end)]; end end % 变异 function offspring = mutation(pop, mutProb) offspring = pop; for i = 1:size(offspring, 1) if rand < mutProb % 随机选择两个位置 idx1 = randi(size(offspring, 2)); idx2 = randi(size(offspring, 2)); while idx2 == idx1 idx2 = randi(size(offspring, 2)); end % 交换两个位置的值 temp = offspring(i,idx1); offspring(i,idx1) = offspring(i,idx2); offspring(i,idx2) = temp; end end end ``` 以上代码使用了三维坐标来定义城市,实现了迭代绘制每一次的最优路径。在主函数中,首先计算了城市之间的

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