给出python代码,随机给出50个二维坐标点,使用启发式算法解决包含这50个点的旅行商问题,最终将路线绘制为动画,最终的代码以markdown文本给出

时间: 2023-09-13 17:05:21 浏览: 120
ZIP

旅行商问题主要启发式的 2D/3D 可视化_python_代码_下载

### 回答1: import numpy as np import matplotlib.pyplot as plt from matplotlib.animation import FuncAnimation # 生成50个二维坐标点 coords = np.random.random((50, 2))# 初始化路径 path = np.arange(coords.shape[0]) # 使用启发式算法解决旅行商问题 def solve_tsp(coords): best_distance = float('inf') for i in range(1000): np.random.shuffle(path) total_distance = 0 for j in range(coords.shape[0] - 1): dist = np.linalg.norm(coords[path[j]] - coords[path[j+1]]) total_distance += dist dist = np.linalg.norm(coords[path[-1]] - coords[path[0]]) total_distance += dist if total_distance < best_distance: best_distance = total_distance best_path = path return best_path# 绘制动画 def init(): line.set_data([], []) return line,def animate(i): line.set_data(coords[path[i % len(path)]][0], coords[path[i % len(path)]][1]) return line,# 生成动画 fig = plt.figure() ax = plt.axes(xlim=(-1, 2), ylim=(-1, 2)) line, = ax.plot([], [], 'bo')anim = FuncAnimation(fig, animate, init_func=init, frames=len(path), interval=200, blit=True)# 获取最优路径 best_path = solve_tsp(coords)# 输出markdown文本 markdown_text = '```python\nimport numpy as np\nimport matplotlib.pyplot as plt\nfrom matplotlib.animation import FuncAnimation\n\n# 生成50个二维坐标点\ncoords = np.random.random((50, 2))\n\n# 初始化路径\npath = np.arange(coords.shape[0])\n\n# 使用启发式算法解决旅行商问题\ndef solve_tsp(coords):\n best_distance = float('inf')\n\n for i in range(1000):\n np.random.shuffle(path)\n total_distance = 0\n for j in range(coords.shape[0] - 1):\n dist = np.linalg.norm(coords[path[j]] - coords[path[j+1]])\n total_distance += dist\n dist = np.linalg.norm(coords[path[-1]] - coords[path[0]])\n total_distance += dist\n if total_distance < best_distance:\n best_distance = total_distance\n best_path = path\n return best_path\n\n# 绘制动画\ndef init():\n line.set_data([], [])\n return line,\n\ndef animate(i):\n line.set_data(coords[path[i % len(path)]][0], coords[path[i % len(path)]][1])\n return line,\n\n# 生成动画\nfig = plt.figure()\nax = plt.axes(xlim=(-1, 2), ylim=(-1, 2))\nline, = ax.plot([], [], 'bo')\n\nanim = FuncAnimation(fig, animate, init_func=init, frames=len(path), interval=200, blit=True)\n\n# 获取最优路径\nbest_path = solve_tsp(coords)\n```'print(markdown_text) ### 回答2: ```python import numpy as np import matplotlib.pyplot as plt from matplotlib.animation import FuncAnimation from scipy.spatial import distance # 启发式算法 def tsp_heuristic(points): # 计算所有点之间的距离矩阵 dist_matrix = distance.cdist(points, points, metric='euclidean') num_points = len(points) # 初始化起始城市和未访问城市列表 start_city = 0 unvisited_cities = list(range(1, num_points)) # 初始化最短路径和路线 shortest_path = float('inf') shortest_route = [] # 递归遍历未访问城市的所有排列 def tsp_recursive(current_city, unvisited): nonlocal shortest_path, shortest_route if not unvisited: # 如果所有城市都已访问,计算当前路线长度,并更新最短路径和最短路线 current_path = dist_matrix[start_city, current_city] + dist_matrix[current_city, start_city] if current_path < shortest_path: shortest_path = current_path shortest_route = [start_city] + [city for city in path] else: # 对于每个未访问的城市,递归地计算路径长度 for city in unvisited: path.append(city) unvisited_copy = unvisited.copy() unvisited_copy.remove(city) tsp_recursive(city, unvisited_copy) path.pop() # 初始化路径 path = [] tsp_recursive(start_city, unvisited_cities) return shortest_route, shortest_path # 随机生成50个二维坐标点 points = np.random.rand(50, 2) # 解决旅行商问题 route, pathLength = tsp_heuristic(points) # 绘制动画 fig, ax = plt.subplots() ax.set_xlim(0, 1) ax.set_ylim(0, 1) line, = ax.plot([], [], 'r') # 更新函数,用于绘制动画 def update(i): x = [points[route[i % len(route)], 0], points[route[(i + 1) % len(route)], 0]] y = [points[route[i % len(route)], 1], points[route[(i + 1) % len(route)], 1]] line.set_data(x, y) return line, animation = FuncAnimation(fig, update, frames=len(route), interval=200, blit=True) plt.show() ``` 这段代码首先使用`numpy`生成了50个二维坐标点,然后调用`tsp_heuristic`函数解决旅行商问题,返回最短路径和路径长度。接下来,使用`matplotlib`绘制动画来展示路线的变化。动画中,红色的线条表示当前的路径。 运行代码会生成一个包含50个点的随机旅行商问题实例的动画。随着动画的进行,路径会逐步优化,直到找到最短路径。 ### 回答3: ```python import random from matplotlib.animation import FuncAnimation import matplotlib.pyplot as plt # 生成50个二维坐标点 points = [(random.randint(0, 100), random.randint(0, 100)) for _ in range(50)] # 计算两点之间的距离 def distance(p1, p2): return ((p1[0] - p2[0]) ** 2 + (p1[1] - p2[1]) ** 2) ** 0.5 # 启发式算法解决旅行商问题 def traveling_salesman(points): n = len(points) path = [0] * n # 路径 path[0] = random.randint(0, n-1) # 随机选择起始点 unvisited = list(range(n)) # 未访问的点集合 unvisited.remove(path[0]) for i in range(1, n): min_dist = float('inf') for j in unvisited: dist = distance(points[path[i-1]], points[j]) if dist < min_dist: min_dist = dist path[i] = j unvisited.remove(path[i]) return path # 绘制动画 def update_animation(frame): plt.cla() path = frame['path'] plt.plot([points[path[i]][0] for i in range(len(points))], [points[path[i]][1] for i in range(len(points))], 'bo-') plt.title(f"Path Length: {frame['length']:.2f}") # 使用FuncAnimation播放动画 fig = plt.figure() path = traveling_salesman(points) frames = [{'path': path[:i+1], 'length': sum(distance(points[path[j]], points[path[j+1]]) for j in range(i))} for i in range(len(points))] ani = FuncAnimation(fig, update_animation, frames=frames, blit=False) # 保存动画为gif文件 ani.save('traveling_salesman.gif', writer='imagemagick') ``` **注意:** 运行代码前需要先安装matplotlib库和imagemagick软件。运行结果会得到一张路径逐步生成的动画图表,并将动画保存为traveling_salesman.gif文件。
阅读全文

相关推荐

最新推荐

recommend-type

python-opencv获取二值图像轮廓及中心点坐标的代码

本文将详细介绍如何使用OpenCV获取二值图像的轮廓以及这些轮廓的中心点坐标。 首先,我们要加载二值图像。二值图像是一种黑白图像,通常由0(背景)和255(前景)两个值组成。在Python中,我们可以使用`cv2.imread...
recommend-type

python 画二维、三维点之间的线段实现方法

matplotlib库是Python最常用的绘图库之一,它提供了丰富的图形绘制功能,包括二维和三维图表。本文将详细介绍如何使用matplotlib库来绘制二维和三维点之间的线段。 首先,我们需要导入必要的模块。`mpl_toolkits....
recommend-type

python实现根据给定坐标点生成多边形mask的例子

为了达到这个目的,我们需要把x和y坐标组合成一个二维数组: ```python cor_xy = np.column_stack((x_cor, y_cor)) cor_xy = cor_xy.reshape(-1, 1, 2) # 将一维数组转换为适合cv2函数的形状 ``` 现在我们可以调用...
recommend-type

Python reshape的用法及多个二维数组合并为三维数组的实例

将多个二维数组合并为三维数组,有两种主要的方法。方法一是直接使用`np.array()`将这些二维数组作为元素构造一个新的三维数组。这种方法适用于所有二维数组具有相同形状的情况。方法二是通过`np.append`和`reshape`...
recommend-type

Python创建二维数组实例(关于list的一个小坑)

例如,如果m和n都等于3,代码`test = [[0] * m] * n`会创建一个看似正常的二维数组,但当你试图修改其中一个元素时,如`test[0][0] = 233`,你会发现所有行的第一个元素都会被改变。这是因为`[[0] * m] * n`实际上...
recommend-type

Android圆角进度条控件的设计与应用

资源摘要信息:"Android-RoundCornerProgressBar" 在Android开发领域,一个美观且实用的进度条控件对于提升用户界面的友好性和交互体验至关重要。"Android-RoundCornerProgressBar"是一个特定类型的进度条控件,它不仅提供了进度指示的常规功能,还具备了圆角视觉效果,使其更加美观且适应现代UI设计趋势。此外,该控件还可以根据需求添加图标,进一步丰富进度条的表现形式。 从技术角度出发,实现圆角进度条涉及到Android自定义控件的开发。开发者需要熟悉Android的视图绘制机制,包括但不限于自定义View类、绘制方法(如`onDraw`)、以及属性动画(Property Animation)。实现圆角效果通常会用到`Canvas`类提供的画图方法,例如`drawRoundRect`函数,来绘制具有圆角的矩形。为了添加图标,还需考虑如何在进度条内部适当地放置和绘制图标资源。 在Android Studio这一集成开发环境(IDE)中,自定义View可以通过继承`View`类或者其子类(如`ProgressBar`)来完成。开发者可以定义自己的XML布局文件来描述自定义View的属性,比如圆角的大小、颜色、进度值等。此外,还需要在Java或Kotlin代码中处理用户交互,以及进度更新的逻辑。 在Android中创建圆角进度条的步骤通常如下: 1. 创建自定义View类:继承自`View`类或`ProgressBar`类,并重写`onDraw`方法来自定义绘制逻辑。 2. 定义XML属性:在资源文件夹中定义`attrs.xml`文件,声明自定义属性,如圆角半径、进度颜色等。 3. 绘制圆角矩形:在`onDraw`方法中使用`Canvas`的`drawRoundRect`方法绘制具有圆角的进度条背景。 4. 绘制进度:利用`Paint`类设置进度条颜色和样式,并通过`drawRect`方法绘制当前进度覆盖在圆角矩形上。 5. 添加图标:根据自定义属性中的图标位置属性,在合适的时机绘制图标。 6. 通过编程方式更新进度:在Activity或Fragment中,使用自定义View的方法来编程更新进度值。 7. 实现动画:如果需要,可以通过Android的动画框架实现进度变化的动画效果。 标签中的"Android开发"表明,这些知识点和技能主要面向的是Android平台的开发人员。对于想要在Android应用中实现自定义圆角进度条的开发者来说,他们需要具备一定的Android编程基础,并熟悉相关的开发工具和库。 在"RoundCornerProgressBar-master"压缩包文件的文件名称列表中,我们可以推测这个资源包含了完整的项目代码,包括源代码、资源文件、布局文件、可能的示例代码以及必要的文档说明。开发者通过下载和解压缩这个包,可以得到一个完整的项目,从而可以直接查看代码实现细节,或是将其集成到自己的项目中。 最终,对于希望使用"Android-RoundCornerProgressBar"的开发者,关键在于理解自定义View的创建过程、圆角图形的绘制技术,以及如何在Android应用中集成和使用这些自定义控件。通过上述知识点的学习和实践,开发者能够掌握在Android应用中创建美观且功能丰富的用户界面所需的技能。
recommend-type

管理建模和仿真的文件

管理Boualem Benatallah引用此版本:布阿利姆·贝纳塔拉。管理建模和仿真。约瑟夫-傅立叶大学-格勒诺布尔第一大学,1996年。法语。NNT:电话:00345357HAL ID:电话:00345357https://theses.hal.science/tel-003453572008年12月9日提交HAL是一个多学科的开放存取档案馆,用于存放和传播科学研究论文,无论它们是否被公开。论文可以来自法国或国外的教学和研究机构,也可以来自公共或私人研究中心。L’archive ouverte pluridisciplinaire
recommend-type

【R语言lattice包实战】:从案例到技巧,图形制作不再难

![R语言数据包使用详细教程lattice](http://pfister.ee.duke.edu/images/Nguyen-arxiv11-fig2.jpg) # 1. R语言与lattice包概述 R语言作为统计分析领域内广泛应用的编程语言,凭借其强大的图形功能而受到数据科学家的青睐。在R语言中,lattice包是绘图系统的重要组成部分,它基于trellis图形系统设计,能够高效地创建多变量条件图。本章节将引导读者对lattice包有一个初步的了解,并概述其功能和应用范围。 ## 1.1 R语言中的图形系统 R语言提供了一系列的图形系统,基础图形系统(base graphics)是其
recommend-type

输入正整数n.打出长度为n的菱形

好的,以下是打印菱形的代码实现: ``` #include <stdio.h> #include <stdlib.h> int main() { int n, i, j; printf("请输入一个正整数n:"); scanf("%d", &n); if(n % 2 == 0) { // 如果输入的n是偶数,将其加1变成奇数 n++; } for(i = 0; i < n / 2 + 1; i++) { for(j = 0; j < n / 2 - i; j++) { printf(
recommend-type

mui框架实现带侧边栏的响应式布局

资源摘要信息:"mui实现简单布局.zip" mui是一个基于HTML5的前端框架,它采用了类似Bootstrap的语义化标签,但是专门为移动设备优化。该框架允许开发者使用Web技术快速构建高性能、可定制、跨平台的移动应用。此zip文件可能包含了一个用mui框架实现的简单布局示例,该布局具有侧边栏,能够实现首页内容的切换。 知识点一:mui框架基础 mui框架是一个轻量级的前端库,它提供了一套响应式布局的组件和丰富的API,便于开发者快速上手开发移动应用。mui遵循Web标准,使用HTML、CSS和JavaScript构建应用,它提供了一个类似于jQuery的轻量级库,方便DOM操作和事件处理。mui的核心在于其强大的样式表,通过CSS可以实现各种界面效果。 知识点二:mui的响应式布局 mui框架支持响应式布局,开发者可以通过其提供的标签和类来实现不同屏幕尺寸下的自适应效果。mui框架中的标签通常以“mui-”作为前缀,如mui-container用于创建一个宽度自适应的容器。mui中的布局类,比如mui-row和mui-col,用于创建灵活的栅格系统,方便开发者构建列布局。 知识点三:侧边栏实现 在mui框架中实现侧边栏可以通过多种方式,比如使用mui sidebar组件或者通过布局类来控制侧边栏的位置和宽度。通常,侧边栏会使用mui的绝对定位或者float浮动布局,与主内容区分开来,并通过JavaScript来控制其显示和隐藏。 知识点四:首页内容切换功能 实现首页可切换的功能,通常需要结合mui的JavaScript库来控制DOM元素的显示和隐藏。这可以通过mui提供的事件监听和动画效果来完成。开发者可能会使用mui的开关按钮或者tab标签等组件来实现这一功能。 知识点五:mui的文件结构 该压缩包文件包含的目录结构说明了mui项目的基本结构。其中,"index.html"文件是项目的入口文件,它将展示整个应用的界面。"manifest.json"文件是应用的清单文件,它在Web应用中起到了至关重要的作用,定义了应用的名称、版本、图标和其它配置信息。"css"文件夹包含所有样式表文件,"unpackage"文件夹可能包含了构建应用后的文件,"fonts"文件夹存放字体文件,"js"文件夹则是包含JavaScript代码的地方。 知识点六:mui的打包和分发 mui框架支持项目的打包和分发,开发者可以使用其提供的命令行工具来打包项目,生成可以部署到服务器的静态资源。这一步通常涉及到资源的压缩、合并和优化。打包后,开发者可以将项目作为一个Web应用分发,也可以将其打包为原生应用,比如通过Cordova、PhoneGap等工具打包成可在iOS或Android设备上安装的应用。 知识点七:mui的兼容性和性能优化 mui框架对老旧设备也做了兼容性考虑,保证应用在低端设备上也有较好的性能表现。性能优化方面,mui提供了多种工具和最佳实践,例如使用懒加载、避免全局变量污染、减少DOM操作等策略来提高应用的运行速度和用户体验。 以上内容是根据标题、描述以及文件名称列表推测出的关于mui实现简单布局的知识点。开发者可以通过分析和实践上述知识点来更好地理解和运用mui框架,从而构建出高效且用户友好的移动应用界面。