c语言写一个遗传算法解决的TSP问题,其中城市数为38个

时间: 2024-02-06 19:03:59 浏览: 19
好的,以下是一个简单的遗传算法解决TSP问题的C语言代码,其中城市数为38个: ```c #include <stdio.h> #include <stdlib.h> #include <time.h> #define POPULATION_SIZE 100 // 种群大小 #define GENERATION_NUMBER 1000 // 迭代次数 #define MUTATION_PROBABILITY 0.01 // 变异概率 #define ELITISM 1 // 精英主义策略 #define CITY_NUMBER 38 // 城市数 int distance[CITY_NUMBER][CITY_NUMBER]; // 城市距离矩阵 // 随机生成初始种群 void generate_population(int population[][CITY_NUMBER]) { int i, j, k; int temp[CITY_NUMBER]; for (i = 0; i < POPULATION_SIZE; i++) { for (j = 0; j < CITY_NUMBER; j++) { temp[j] = j; } for (j = 0; j < CITY_NUMBER; j++) { k = rand() % (CITY_NUMBER - j) + j; int t = temp[j]; temp[j] = temp[k]; temp[k] = t; } for (j = 0; j < CITY_NUMBER; j++) { population[i][j] = temp[j]; } } } // 计算个体适应度 int evaluate_fitness(int individual[]) { int i, j; int fitness = 0; for (i = 0; i < CITY_NUMBER; i++) { j = (i + 1) % CITY_NUMBER; fitness += distance[individual[i]][individual[j]]; } return 1.0 / fitness; } // 选择操作 void selection(int population[][CITY_NUMBER], int parent[][CITY_NUMBER]) { int i, j, k, max; int fitness[POPULATION_SIZE]; for (i = 0; i < POPULATION_SIZE; i++) { fitness[i] = evaluate_fitness(population[i]); } for (i = 0; i < POPULATION_SIZE; i++) { max = 0; for (j = 0; j < POPULATION_SIZE; j++) { if (fitness[j] > fitness[max]) { max = j; } } for (j = 0; j < CITY_NUMBER; j++) { parent[i][j] = population[max][j]; } fitness[max] = 0; } } // 交叉操作 void crossover(int parent1[], int parent2[], int child[]) { int i, j, k; int temp[CITY_NUMBER]; int p1 = rand() % CITY_NUMBER; int p2 = rand() % CITY_NUMBER; if (p1 > p2) { int t = p1; p1 = p2; p2 = t; } for (i = p1; i <= p2; i++) { child[i] = parent1[i]; } k = p2 + 1; for (i = 0; i < CITY_NUMBER; i++) { if (k == CITY_NUMBER) { k = 0; } if (child[k] == -1) { for (j = 0; j < CITY_NUMBER; j++) { if (parent2[j] == child[k - 1]) { break; } } if (j == CITY_NUMBER) { child[k] = parent2[k]; } else { child[k] = parent2[j]; } k++; } } } // 变异操作 void mutation(int child[]) { int i, j; for (i = 0; i < CITY_NUMBER; i++) { if ((double)rand() / RAND_MAX < MUTATION_PROBABILITY) { j = rand() % CITY_NUMBER; int t = child[i]; child[i] = child[j]; child[j] = t; } } } // 更新种群 void update_population(int population[][CITY_NUMBER], int child[]) { int i, j; int index = rand() % POPULATION_SIZE; for (i = 0; i < CITY_NUMBER; i++) { population[index][i] = child[i]; } } // 找到最优解 void find_best_individual(int population[][CITY_NUMBER], int best[]) { int i, j, max; int fitness[POPULATION_SIZE]; for (i = 0; i < POPULATION_SIZE; i++) { fitness[i] = evaluate_fitness(population[i]); } max = 0; for (i = 0; i < POPULATION_SIZE; i++) { if (fitness[i] > fitness[max]) { max = i; } } for (i = 0; i < CITY_NUMBER; i++) { best[i] = population[max][i]; } } int main() { // 初始化城市距离矩阵 // ... int population[POPULATION_SIZE][CITY_NUMBER]; // 种群 int parent[POPULATION_SIZE][CITY_NUMBER]; // 父代种群 int child[CITY_NUMBER]; // 子代 int best[CITY_NUMBER]; // 最优个体 int i, j, k; srand(time(NULL)); generate_population(population); for (i = 0; i < GENERATION_NUMBER; i++) { selection(population, parent); for (j = 0; j < POPULATION_SIZE; j++) { if (ELITISM && j == 0) { for (k = 0; k < CITY_NUMBER; k++) { child[k] = parent[j][k]; } } else { int parent1 = rand() % POPULATION_SIZE; int parent2 = rand() % POPULATION_SIZE; crossover(parent[parent1], parent[parent2], child); mutation(child); } update_population(population, child); } } find_best_individual(population, best); printf("Best individual:\n"); for (i = 0; i < CITY_NUMBER; i++) { printf("%d ", best[i]); } printf("%d\n", best[0]); printf("Fitness: %d\n", evaluate_fitness(best)); return 0; } ``` 需要注意的是,上述代码中的城市距离矩阵需要根据具体问题进行初始化,这里没有给出具体的实现。同时,由于TSP问题是NP问题,所以在城市数较多时,上述代码的效率可能会非常低下。

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