用禁忌搜索算法解决TSP问题,c++实现,每个节点用二维坐标系表示

时间: 2024-03-24 08:37:32 浏览: 29
好的,禁忌搜索算法可以用来解决TSP问题,以下是C++实现的示例代码: ```cpp #include <iostream> #include <vector> #include <cmath> #include <algorithm> #include <ctime> #include <cstdlib> using namespace std; const int MAXN = 100; // 城市的数量 int n; // 城市的坐标 int x[MAXN], y[MAXN]; // 最优路径和距离 vector<int> bestPath; double bestDistance; // 计算两个城市之间的距离 double dist(int i, int j) { return sqrt((x[i]-x[j])*(x[i]-x[j]) + (y[i]-y[j])*(y[i]-y[j])); } // 计算一条路径的总距离 double getPathDistance(const vector<int>& path) { double distance = 0.0; for (int i = 0; i < n; ++i) { distance += dist(path[i], path[(i+1)%n]); } return distance; } // 生成一个初始解 vector<int> generateInitialPath() { vector<int> path(n); for (int i = 0; i < n; ++i) { path[i] = i; } random_shuffle(path.begin(), path.end()); return path; } // 交换路径中的两个城市 void swapCities(vector<int>& path, int i, int j) { swap(path[i], path[j]); } // 禁忌搜索算法 void tabuSearch(int maxIter, int tabuSize) { // 初始化当前路径和最优路径 vector<int> currentPath = generateInitialPath(); bestPath = currentPath; bestDistance = getPathDistance(currentPath); // 初始化禁忌表 vector<vector<int>> tabuList(n, vector<int>(n, 0)); for (int iter = 1; iter <= maxIter; ++iter) { // 选择最好的相邻解 int bestI = -1, bestJ = -1; double bestDelta = 1e9; for (int i = 0; i < n; ++i) { for (int j = i+1; j < n; ++j) { // 计算交换位置i和j的路径长度变化 double delta = dist(currentPath[i], currentPath[j]) + dist(currentPath[(i+1)%n], currentPath[(j+1)%n]) - dist(currentPath[i], currentPath[(i+1)%n]) - dist(currentPath[j], currentPath[(j+1)%n]); // 如果这个交换比当前最好的还要好,且不在禁忌表中,就更新最好的交换位置 if (delta < bestDelta && tabuList[i][j] == 0) { bestDelta = delta; bestI = i; bestJ = j; } } } // 更新当前路径和最优路径 swapCities(currentPath, bestI, bestJ); double currentDistance = getPathDistance(currentPath); if (currentDistance < bestDistance) { bestPath = currentPath; bestDistance = currentDistance; } // 将这个交换加入禁忌表 tabuList[bestI][bestJ] = tabuList[bestJ][bestI] = tabuSize; for (int i = 0; i < n; ++i) { for (int j = 0; j < n; ++j) { if (tabuList[i][j] > 0) { tabuList[i][j]--; } } } } } int main() { srand(time(NULL)); // 输入城市的数量和坐标 cin >> n; for (int i = 0; i < n; ++i) { cin >> x[i] >> y[i]; } // 运行禁忌搜索算法,输出最优路径和距离 tabuSearch(1000, n/2); cout << "Best path:\n"; for (int i = 0; i < n; ++i) { cout << bestPath[i] << " "; } cout << "\nBest distance: " << bestDistance << endl; return 0; } ``` 这段代码中,我们定义了一个`tabuSearch()`函数来实现禁忌搜索算法,其中`maxIter`表示最大迭代次数,`tabuSize`表示禁忌表的大小。函数中首先生成一个初始路径,然后不断迭代,每次选择最好的相邻解并更新路径和禁忌表,直到达到最大迭代次数为止。最后输出最优路径和距离。 在`tabuSearch()`函数中,我们使用了一个二维数组`tabuList`来表示禁忌表,其中`tabuList[i][j]`表示位置i和j是否在禁忌表中。在每次更新路径和禁忌表时,我们将这个交换加入禁忌表,并将禁忌表中的所有交换次数减1,以保证交换不会一直在禁忌表中。

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