用C++实现蚁群算法运用到NX二次开发中,实现将选取的点之间的最短路径是搜索,并输出算法找到的最短路劲

时间: 2023-12-14 17:38:06 浏览: 29
蚁群算法是一种基于模拟生物群体行为的优化算法,能够在图论问题中找到最优解。在NX二次开发中,可以通过以下步骤实现蚁群算法求解选取点之间的最短路径: 1. 定义蚂蚁类Ant,包含蚂蚁的位置、已经走过的路径、路径长度等属性和方法。 2. 定义图类Graph,包含图的节点、边、距离等属性和方法。 3. 初始化蚁群的各个参数,包括蚂蚁数量、蚂蚁的初始位置、信息素浓度、信息素挥发速率等。 4. 在每轮迭代中,每只蚂蚁按照一定的概率选择下一个节点,并更新信息素浓度。 5. 当所有蚂蚁都完成了路径的选择后,根据信息素浓度和启发式函数计算路径长度,并更新最短路径。 6. 重复以上步骤,直到达到迭代次数或者满足停止条件。 以下是一个简单的C++代码实现: ```c++ #include <iostream> #include <vector> #include <algorithm> #include <random> #include <ctime> using namespace std; // 蚂蚁类 class Ant { public: int pos; // 当前位置 vector<int> path; // 已经走过的路径 double pathLen; // 当前路径长度 Ant(int pos) : pos(pos), path({pos}), pathLen(0) {} }; // 图类 class Graph { public: int n; // 节点数 vector<vector<double>> dist; // 节点之间的距离 double alpha, beta; // 参数 double Q; // 信息素强度 double rho; // 信息素挥发速率 vector<vector<double>> tau; // 信息素浓度 Graph(int n, double alpha, double beta, double Q, double rho) : n(n), alpha(alpha), beta(beta), Q(Q), rho(rho), dist(n, vector<double>(n)), tau(n, vector<double>(n, 1.0)) {} // 添加边 void addEdge(int u, int v, double w) { dist[u][v] = dist[v][u] = w; } // 计算启发式函数 double heuristic(int u, int v) { return 1.0 / dist[u][v]; } // 更新信息素浓度 void updateTau(vector<Ant>& ants) { // 信息素挥发 for (int i = 0; i < n; i++) { for (int j = i + 1; j < n; j++) { tau[i][j] *= (1 - rho); tau[j][i] = tau[i][j]; } } // 信息素增加 for (auto& ant : ants) { double delta = Q / ant.pathLen; for (int i = 0; i < ant.path.size() - 1; i++) { int u = ant.path[i], v = ant.path[i + 1]; tau[u][v] += delta; tau[v][u] = tau[u][v]; } } } // 选择下一个节点 int selectNext(Ant& ant) { double sum = 0; vector<double> p(n); for (int i = 0; i < n; i++) { if (find(ant.path.begin(), ant.path.end(), i) != ant.path.end()) { p[i] = 0; continue; } p[i] = pow(tau[ant.pos][i], alpha) * pow(heuristic(ant.pos, i), beta); sum += p[i]; } if (sum == 0) { return -1; } double r = (double) rand() / RAND_MAX; double acc = 0; for (int i = 0; i < n; i++) { if (p[i] > 0) { acc += p[i] / sum; if (r <= acc) { return i; } } } return -1; } // 蚁群算法 vector<int> antColony(int start, int end, int maxIter) { vector<Ant> ants(n, Ant(start)); vector<int> bestPath; double bestPathLen = 1e9; for (int iter = 0; iter < maxIter; iter++) { for (auto& ant : ants) { while (ant.path.back() != end) { int next = selectNext(ant); if (next == -1) { break; } ant.path.push_back(next); ant.pathLen += dist[ant.pos][next]; ant.pos = next; } if (ant.pathLen < bestPathLen) { bestPathLen = ant.pathLen; bestPath = ant.path; } ant.pathLen = 0; ant.path = {start}; ant.pos = start; } updateTau(ants); } return bestPath; } }; int main() { // 初始化图 int n = 5; Graph g(n, 1, 2, 100, 0.5); g.addEdge(0, 1, 1); g.addEdge(0, 2, 2); g.addEdge(0, 3, 3); g.addEdge(0, 4, 4); g.addEdge(1, 2, 1); g.addEdge(1, 3, 2); g.addEdge(1, 4, 3); g.addEdge(2, 3, 1); g.addEdge(2, 4, 2); g.addEdge(3, 4, 1); // 运行蚁群算法 vector<int> path = g.antColony(0, 4, 100); // 输出结果 for (int i = 0; i < path.size(); i++) { cout << path[i] << " "; if (i < path.size() - 1) { cout << "-> "; } } cout << endl; return 0; } ```

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