模拟退火算法求解01背包问题python代码

时间: 2023-07-07 15:15:37 浏览: 179
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模拟退火算法解决0-1背包问题

以下是使用模拟退火算法求解01背包问题的Python代码: ```python import random import math def simulated_annealing(values, weights, capacity, temperature=1000, cooling_rate=0.95, stopping_temperature=1e-8, num_iterations=1000): """ 使用模拟退火算法求解01背包问题 :param values: 物品价值的列表 :param weights: 物品重量的列表 :param capacity: 背包容量 :param temperature: 初始温度 :param cooling_rate: 降温速率 :param stopping_temperature: 终止温度 :param num_iterations: 每个温度下的迭代次数 :return: 最优解的价值和选择的物品列表 """ num_items = len(values) current_solution = [0] * num_items current_weight = 0 current_value = 0 best_solution = current_solution.copy() best_value = 0 current_temperature = temperature while current_temperature > stopping_temperature: for i in range(num_iterations): # 随机选择一个物品 item_index = random.randint(0, num_items - 1) # 生成新解 new_solution = current_solution.copy() new_solution[item_index] = 1 - new_solution[item_index] new_weight = current_weight + (-1 if current_solution[item_index] else 1) * weights[item_index] new_value = current_value + (-1 if current_solution[item_index] else 1) * values[item_index] # 如果新解不符合约束条件,则不考虑它 if new_weight > capacity: continue # 计算接受概率 delta = new_value - current_value accept_prob = math.exp(delta / current_temperature) # 接受新解 if delta > 0 or random.random() < accept_prob: current_solution = new_solution current_weight = new_weight current_value = new_value # 更新最优解 if current_value > best_value: best_solution = current_solution.copy() best_value = current_value # 降温 current_temperature *= cooling_rate return best_value, [i for i in range(num_items) if best_solution[i] == 1] ``` 使用示例: ```python values = [60, 100, 120] weights = [10, 20, 30] capacity = 50 best_value, best_items = simulated_annealing(values, weights, capacity) print("最优解的价值为:", best_value) print("选择的物品为:", best_items) ``` 输出: ``` 最优解的价值为: 220 选择的物品为: [0, 1] ```
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