用Python写一个狼群算法解决tsp问题的完整代码

时间: 2024-03-17 19:42:01 浏览: 15
以下是用Python编写狼群算法解决TSP问题的完整代码: ```python import numpy as np import random # 定义城市坐标 CITY_POSITIONS = np.array([[60, 200], [180, 200], [80, 180], [140, 180], [20, 160], [100, 160], [200, 160], [140, 140], [40, 120], [100, 120], [180, 100], [60, 80], [120, 80], [180, 60], [20, 40], [100, 40], [200, 40], [20, 20], [60, 20], [160, 20]]) # 常量定义 ALPHA = 0.5 BETA = 0.8 DELTA = 1 N_POP = 10 N_ITERS = 100 N_CITIES = CITY_POSITIONS.shape[0] DISTANCES = np.zeros((N_CITIES, N_CITIES)) for i in range(N_CITIES): for j in range(i + 1, N_CITIES): DISTANCES[i][j] = np.sqrt(np.sum((CITY_POSITIONS[i] - CITY_POSITIONS[j]) ** 2)) DISTANCES[j][i] = DISTANCES[i][j] # 初始化狼群 class Wolf: def __init__(self): self.position = np.random.permutation(N_CITIES) self.fitness = self.evaluate_fitness() def evaluate_fitness(self): return sum([DISTANCES[self.position[i - 1]][self.position[i]] for i in range(N_CITIES)]) + DISTANCES[self.position[-1]][self.position[0]] wolves = [Wolf() for i in range(N_POP)] # 迭代优化 for i in range(N_ITERS): # 排序 wolves = sorted(wolves, key=lambda x: x.fitness) # 更新最优解 best_wolf = wolves[0] best_fitness = best_wolf.fitness # 更新每只狼的位置 for wolf in wolves: # 狼最优解向量 x1 = best_wolf.position # 狼当前解向量 x2 = wolf.position # 狼随机解向量 x3 = wolves[random.randint(0, N_POP - 1)].position # 狼位置更新 wolf.position = np.array([x2[i] + ALPHA * (x1[i] - x2[i]) + BETA * (x3[i] - x2[i]) for i in range(N_CITIES)]) # 边界处理 wolf.position = np.array([np.clip(wolf.position[i], 0, N_CITIES - 1) for i in range(N_CITIES)]) # 评估适应度 wolf.fitness = wolf.evaluate_fitness() # 挑选最优解 wolves = sorted(wolves, key=lambda x: x.fitness) wolves = wolves[:DELTA] # 输出最优解 print('Iteration:', i, 'Best Fitness:', best_fitness, 'Best Solution:', best_wolf.position) ``` 代码中使用了numpy库进行矩阵计算和边界处理。代码中定义了一个Wolf类,表示狼,其中包含了狼的位置和适应度。首先对狼群进行初始化,然后进行迭代优化。每次迭代,首先对狼群按适应度进行排序,然后更新最优解,再更新每只狼的位置。更新位置时,每只狼会受到最优解向量、当前解向量和随机解向量的影响,其中ALPHA和BETA是控制影响程度的参数。更新位置后,对边界进行处理,再评估适应度。更新完所有狼的位置后,再挑选最优解,删除其他狼,输出最优解。

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