人工免疫算法解决tsp问题代码

时间: 2023-09-16 15:14:52 浏览: 91
以下是使用人工免疫算法解决TSP问题的Python代码: ```python import random # TSP问题的数据,这里使用Berlin52的数据 cityList = [(565.0, 575.0), (25.0, 185.0), (345.0, 750.0), (945.0, 685.0), (845.0, 655.0), (880.0, 660.0), (25.0, 230.0), (525.0, 1000.0), (580.0, 1175.0), (650.0, 1130.0), (1605.0, 620.0), (1220.0, 580.0), (1465.0, 200.0), (1530.0, 5.0), (845.0, 680.0), (725.0, 370.0), (145.0, 665.0), (415.0, 635.0), (510.0, 875.0), (560.0, 365.0), (300.0, 465.0), (520.0, 585.0), (480.0, 415.0), (835.0, 625.0), (975.0, 580.0), (1215.0, 245.0), (1320.0, 315.0), (1250.0, 400.0), (660.0, 180.0), (410.0, 250.0), (420.0, 555.0), (575.0, 665.0), (1150.0, 1160.0), (700.0, 580.0), (685.0, 595.0), (685.0, 610.0), (770.0, 610.0), (795.0, 645.0), (720.0, 635.0), (760.0, 650.0), (475.0, 960.0), (95.0, 260.0), (875.0, 920.0), (700.0, 500.0), (555.0, 815.0), (830.0, 485.0), (1170.0, 65.0), (830.0, 610.0), (605.0, 625.0), (595.0, 360.0), (1340.0, 725.0), (1740.0, 245.0)] # 计算两个城市之间的距离 def distance(city1, city2): return ((city1[0] - city2[0]) ** 2 + (city1[1] - city2[1]) ** 2) ** 0.5 # 计算路径的总长度 def pathLength(path): length = 0 for i in range(len(path) - 1): length += distance(cityList[path[i]], cityList[path[i+1]]) length += distance(cityList[path[-1]], cityList[0]) # 加上回到起点的距离 return length # 初始化种群 def initPopulation(popSize, cityNum): population = [] for i in range(popSize): individual = list(range(cityNum)) random.shuffle(individual) population.append(individual) return population # 计算个体的适应度值 def fitness(individual): return 1.0 / pathLength(individual) # 按照适应度值从大到小排序 def sortPopulation(population): return sorted(population, key=fitness, reverse=True) # 选择操作 def selection(population, eliteSize): elite = population[:eliteSize] selectionPool = population[eliteSize:] fitnesses = [fitness(individual) for individual in selectionPool] prob = [f / sum(fitnesses) for f in fitnesses] indices = random.choices(range(len(selectionPool)), weights=prob, k=len(selectionPool) - eliteSize) selection = [selectionPool[i] for i in indices] return elite + selection # 交叉操作 def crossover(parent1, parent2): child = [-1] * len(parent1) start = random.randint(0, len(parent1) - 1) end = random.randint(start, len(parent1) - 1) for i in range(start, end+1): child[i] = parent1[i] j = 0 for i in range(len(parent2)): if parent2[i] not in child: while child[j] != -1: j += 1 child[j] = parent2[i] return child # 突变操作 def mutation(individual, mutationRate): for i in range(len(individual)): if random.random() < mutationRate: j = random.randint(0, len(individual) - 1) individual[i], individual[j] = individual[j], individual[i] return individual # 进化操作 def evolve(population, eliteSize, mutationRate): selectedPopulation = selection(population, eliteSize) offspringPopulation = [] for i in range(eliteSize, len(selectedPopulation)): parent1, parent2 = random.sample(selectedPopulation, 2) child = crossover(parent1, parent2) child = mutation(child, mutationRate) offspringPopulation.append(child) return selectedPopulation + offspringPopulation # TSP问题的求解 def solveTSP(popSize, eliteSize, mutationRate, generations): cityNum = len(cityList) population = initPopulation(popSize, cityNum) bestIndividual = population[0] for i in range(generations): population = evolve(population, eliteSize, mutationRate) currentBest = sortPopulation(population)[0] if fitness(currentBest) > fitness(bestIndividual): bestIndividual = currentBest return bestIndividual # 测试 bestIndividual = solveTSP(popSize=100, eliteSize=20, mutationRate=0.01, generations=500) print("最短路径:", bestIndividual) print("路径长度:", pathLength(bestIndividual)) ``` 其中,`cityList`是TSP问题的数据,每个元素表示一个城市的坐标;`distance`函数计算两个城市之间的距离;`pathLength`函数计算一条路径的总长度;`initPopulation`函数用于初始化种群;`fitness`函数计算一个个体的适应度值;`sortPopulation`函数按照适应度值从大到小排序;`selection`函数进行选择操作;`crossover`函数进行交叉操作;`mutation`函数进行突变操作;`evolve`函数进行进化操作;`solveTSP`函数是TSP问题的求解函数,其中`popSize`表示种群大小,`eliteSize`表示精英个体数量,`mutationRate`表示突变率,`generations`表示进化代数。最后,调用`solveTSP`函数进行求解,并输出最短路径和路径长度。
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