利用蚁群算法求解最佳工艺路线请给代码实例

时间: 2023-11-13 09:04:19 浏览: 32
以下是一个简单的 Python 代码实例,用于演示如何使用蚁群算法求解最佳工艺路线问题: ```python import random # 蚂蚁数量 ANT_COUNT = 50 # 迭代次数 ITERATION = 100 # 信息素重要程度 ALPHA = 1 # 启发函数重要程度 BETA = 5 # 信息素挥发速度 RHO = 0.5 # 初始信息素浓度 INIT_PHEROMONE = 1.0 # 最大信息素浓度 MAX_PHEROMONE = 100.0 # 工艺路线图,这里用邻接矩阵表示 graph = [ [0, 2, 3, 1, 4], [2, 0, 1, 2, 3], [3, 1, 0, 4, 1], [1, 2, 4, 0, 2], [4, 3, 1, 2, 0] ] # 初始化信息素浓度矩阵 pheromone = [[INIT_PHEROMONE] * len(graph) for _ in range(len(graph))] # 计算启发函数值 def calculate_heuristic(from_node, to_node): return 1.0 / graph[from_node][to_node] # 根据概率选择下一步 def select_next_node(ant, visited): current_node = ant[-1] denominator = 0.0 for i in range(len(graph)): if i not in visited: denominator += pheromone[current_node][i] ** ALPHA * calculate_heuristic(current_node, i) ** BETA probabilities = [] for i in range(len(graph)): if i not in visited: numerator = pheromone[current_node][i] ** ALPHA * calculate_heuristic(current_node, i) ** BETA probabilities.append(numerator / denominator) else: probabilities.append(0.0) next_node = probabilities.index(max(probabilities)) return next_node # 更新信息素浓度 def update_pheromone(): for i in range(len(graph)): for j in range(len(graph)): pheromone[i][j] *= (1 - RHO) pheromone[i][j] = max(pheromone[i][j], 0.0001) # 蚁群算法主函数 def ant_colony_optimization(): global pheromone best_path = [] best_distance = float('inf') for _ in range(ITERATION): ants = [[random.randint(0, len(graph) - 1)] for _ in range(ANT_COUNT)] for i in range(len(graph) - 1): for ant in ants: visited = set(ant) next_node = select_next_node(ant, visited) ant.append(next_node) distances = [] for ant in ants: distance = sum([graph[ant[i]][ant[i+1]] for i in range(len(graph) - 1)]) distances.append(distance) if distance < best_distance: best_distance = distance best_path = ant[:] for i in range(len(graph) - 1): for j in range(len(graph)): delta_pheromone = 0.0 for ant in ants: if (ant[i] == j and ant[i+1] == j): delta_pheromone += 1.0 / graph[ant[i]][ant[i+1]] pheromone[i][j] = (1 - RHO) * pheromone[i][j] + delta_pheromone update_pheromone() return best_path, best_distance # 测试代码 best_path, best_distance = ant_colony_optimization() print('最佳工艺路线为:', best_path) print('最短距离为:', best_distance) ``` 注:该代码仅为演示用途,可能存在不足之处,如有需要请自行修改和完善。

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