遗传算法解决路径规划问题 python代码

时间: 2023-08-24 10:05:08 浏览: 54
以下是一个简单的遗传算法解决路径规划问题的 Python 代码示例: ```python import random # 地图边界 MAP_WIDTH = 10 MAP_HEIGHT = 10 # 起点和终点 START_POINT = (0, 0) END_POINT = (9, 9) # 障碍物位置 OBSTACLES = [(2, 2), (3, 2), (4, 2), (5, 2), (6, 2), (2, 7), (3, 7), (4, 7), (5, 7), (6, 7)] # 遗传算法参数 POPULATION_SIZE = 50 GENERATION_COUNT = 100 MUTATION_RATE = 0.1 # 初始化种群 def init_population(): population = [] for i in range(POPULATION_SIZE): chromosome = [random.randint(0, 3) for _ in range(MAP_WIDTH * MAP_HEIGHT)] population.append(chromosome) return population # 计算染色体代表的路径的长度 def calculate_fitness(chromosome): x, y = START_POINT distance = 0 for gene in chromosome: if gene == 0 and y > 0: y -= 1 elif gene == 1 and x < MAP_WIDTH - 1: x += 1 elif gene == 2 and y < MAP_HEIGHT - 1: y += 1 elif gene == 3 and x > 0: x -= 1 if (x, y) in OBSTACLES: return 0 if (x, y) == END_POINT: return distance distance += 1 return distance # 选择操作 def selection(population): fitness_values = [calculate_fitness(chromosome) for chromosome in population] total_fitness = sum(fitness_values) roulette_wheel = [] for i in range(POPULATION_SIZE): selection_prob = fitness_values[i] / total_fitness roulette_wheel.extend([i] * int(selection_prob * 100)) selected_chromosomes = [] for i in range(POPULATION_SIZE): selected_index = random.choice(roulette_wheel) selected_chromosomes.append(population[selected_index]) return selected_chromosomes # 交叉操作 def crossover(parent1, parent2): crossover_point = random.randint(0, len(parent1) - 1) child1 = parent1[:crossover_point] + parent2[crossover_point:] child2 = parent2[:crossover_point] + parent1[crossover_point:] return child1, child2 # 变异操作 def mutation(chromosome): for i in range(len(chromosome)): if random.random() < MUTATION_RATE: chromosome[i] = random.randint(0, 3) return chromosome # 遗传算法主函数 def genetic_algorithm(): population = init_population() for i in range(GENERATION_COUNT): selected_population = selection(population) offspring_population = [] for j in range(POPULATION_SIZE // 2): parent1 = random.choice(selected_population) parent2 = random.choice(selected_population) child1, child2 = crossover(parent1, parent2) child1 = mutation(child1) child2 = mutation(child2) offspring_population.extend([child1, child2]) population = offspring_population fitness_values = [calculate_fitness(chromosome) for chromosome in population] best_index = fitness_values.index(min(fitness_values)) best_chromosome = population[best_index] return best_chromosome # 测试 best_chromosome = genetic_algorithm() print(best_chromosome) ``` 代码中,我们首先定义了地图边界、起点、终点和障碍物的位置。然后根据遗传算法的流程,实现了初始化种群、计算适应度、选择、交叉和变异等操作。最后,我们使用遗传算法求解出了一条从起点到终点的最短路径。

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