蚁群算法C语言

蚁群算法是一种基于蚂蚁觅食行为而发展出来的优化算法，主要用于求解各种优化问题。下面是一个简单的蚁群算法的C语言实现示例：

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <time.h>
#include <math.h>

#define N 50      // 蚂蚁数量
#define M 50      // 城市数量
#define ALPHA 1.0 // 信息素重要程度因子
#define BETA 5.0  // 启发函数重要程度因子
#define RHO 0.5   // 信息素挥发因子
#define Q 100     // 常数因子
#define MAX_GEN 1000 // 最大迭代次数

double distance[M][M]; // 城市之间的距离
double pheromone[M][M]; // 信息素
int ants[N][M+1]; // 蚂蚁走过的路径
double length[N]; // 蚂蚁走过的路径长度
double bestLength; // 全局最优路径长度
int bestTour[M+1]; // 全局最优路径
double prob[M]; // 选择下一个城市的概率

void init() {
    int i,j;
    srand(time(NULL));
    for(i=0;i<M;i++) {
        for(j=0;j<M;j++) {
            distance[i][j] = rand()%100+1;
            distance[j][i] = distance[i][j];
            pheromone[i][j] = 1.0;
            pheromone[j][i] = pheromone[i][j];
        }
    }
}

double rand01() {
    return (double)rand()/RAND_MAX;
}

void initAnts() {
    int i,j;
    for(i=0;i<N;i++) {
        ants[i][0] = rand()%M;
        for(j=1;j<M;j++) {
            ants[i][j] = -1;
        }
    }
}

double antProduct(int from, int to) {
    return pow(pheromone[from][to],ALPHA)*pow(1.0/distance[from][to],BETA);
}

int selectNextCity(int antIndex) {
    int from = ants[antIndex][ants[antIndex][0]];
    int i;
    double sum = 0.0;
    for(i=0;i<M;i++) {
        if(ants[antIndex][i]==-1) {
            sum += antProduct(from,i);
        }
    }
    for(i=0;i<M;i++) {
        if(ants[antIndex][i]==-1) {
            prob[i] = antProduct(from,i)/sum;
        } else {
            prob[i] = 0.0;
        }
    }
    double x = rand01();
    double cumProb = 0.0;
    for(i=0;i<M;i++) {
        cumProb += prob[i];
        if(x<cumProb) {
            return i;
        }
    }
}

void moveAnts() {
    int i,j;
    for(i=0;i<N;i++) {
        for(j=1;j<M;j++) {
            ants[i][j] = selectNextCity(i);
        }
        ants[i][M] = ants[i][0];
    }
}

void updatePheromone() {
    int i,j,k;
    for(i=0;i<M;i++) {
        for(j=0;j<M;j++) {
            pheromone[i][j] *= (1.0-RHO);
        }
    }
    for(i=0;i<N;i++) {
        double delta = Q/length[i];
        for(j=0;j<M;j++) {
            k = ants[i][j];
            pheromone[k][ants[i][j+1]] += delta;
        }
    }
}

void solve() {
    int gen = 0;
    while(gen<MAX_GEN) {
        initAnts();
        moveAnts();
        int i;
        for(i=0;i<N;i++) {
            length[i] = 0.0;
            int j;
            for(j=0;j<M;j++) {
                length[i] += distance[ants[i][j]][ants[i][j+1]];
            }
            if(length[i]<bestLength) {
                bestLength = length[i];
                int k;
                for(k=0;k<=M;k++) {
                    bestTour[k] = ants[i][k];
                }
            }
        }
        updatePheromone();
        gen++;
    }
}

void printResult() {
    printf("Best tour length: %f\n",bestLength);
    printf("Best tour: ");
    int i;
    for(i=0;i<=M;i++) {
        printf("%d ",bestTour[i]);
    }
    printf("\n");
}

int main() {
    init();
    bestLength = 1e9;
    solve();
    printResult();
    return 0;
}

以上是一个简单的蚁群算法C语言实现示例，用于求解TSP问题。