利用动态规划tsp问题python并导出图
时间: 2024-01-20 18:50:58 浏览: 73
Python实现用遗传算法解决旅行家问题源码,Python解决TSP问题源码
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好的,我可以为您提供一个简单的代码示例来解决TSP问题并导出图。
首先,您需要安装一些 python 库,如 `numpy`,`matplotlib` 和 `networkx`。您可以使用以下命令来安装它们:
```
pip install numpy matplotlib networkx
```
接下来,让我们来编写动态规划算法来解决 TSP 问题:
```python
import numpy as np
import networkx as nx
import matplotlib.pyplot as plt
def tsp_dp(dist_matrix):
n = dist_matrix.shape[0]
memo = {}
# 初始化状态
for i in range(1, n):
memo[(1 << i, i)] = (dist_matrix[0][i], 0)
# 动态规划
for mask_size in range(2, n):
for mask in range(1, 1 << n):
if mask & (1 << 0) == 0 or bin(mask).count('1') != mask_size:
continue
for last in range(1, n):
if mask & (1 << last) == 0:
continue
state = (mask, last)
for second_last in range(1, n):
if second_last == last or mask & (1 << second_last) == 0:
continue
prev_state = (mask ^ (1 << last), second_last)
if prev_state not in memo:
continue
new_dist = memo[prev_state][0] + dist_matrix[second_last][last]
if state not in memo or new_dist < memo[state][0]:
memo[state] = (new_dist, second_last)
# 找到最短路径
best_path = [0]
mask = (1 << n) - 1
last = 0
for i in range(n - 1):
last = memo[(mask, last)][1]
best_path.append(last)
mask ^= 1 << last
best_path.append(0)
best_path = best_path[::-1]
return best_path, memo[(1 << n) - 1, 0][0]
# 准备数据
dist_matrix = np.array([[0, 2, 9, 10, 5],
[1, 0, 6, 4, 3],
[15, 7, 0, 8, 9],
[6, 3, 12, 0, 8],
[3, 8, 5, 8, 0]])
# 解决 TSP 问题
best_path, best_dist = tsp_dp(dist_matrix)
print('Best path:', best_path)
print('Best distance:', best_dist)
# 绘制图形
G = nx.Graph()
for i in range(dist_matrix.shape[0]):
for j in range(dist_matrix.shape[1]):
G.add_edge(i, j, weight=dist_matrix[i][j])
pos = nx.spring_layout(G)
nx.draw(G, pos, with_labels=True, font_weight='bold')
labels = nx.get_edge_attributes(G, 'weight')
nx.draw_networkx_edge_labels(G, pos, edge_labels=labels)
plt.show()
```
上述代码中,我们首先定义了一个 `tsp_dp()` 函数,它接受一个距离矩阵作为输入,并返回最优路径和最短距离。我们使用 `memo` 字典来存储状态和最优解,然后使用双重循环来计算所有可能的状态和最优解。
在主程序中,我们首先准备了一个距离矩阵,并使用 `tsp_dp()` 函数来解决 TSP 问题。然后,我们使用 `networkx` 库来绘制图形,并在边缘上显示权重。
运行上述代码,您应该会得到一个最优路径和最短距离,并且还会绘制一张图形,其中每个节点表示城市,每条边表示城市之间的距离。
希望这能够帮助您解决 TSP 问题并导出图形!
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