python写一个商旅问题求解

时间: 2023-10-10 14:07:58 浏览: 45
商旅问题是指在给定的一组城市中,求出一条经过每个城市恰好一次的最短路径。这是一个NP难问题,因此我们一般采用启发式算法来解决。 下面是一个Python实现的商旅问题求解程序,使用了遗传算法: ```python import random # 城市坐标 city_pos = [ (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) ] # 城市数量 city_num = len(city_pos) # 种群数量 pop_size = 100 # 迭代次数 max_iter = 500 # 交叉概率 crossover_prob = 0.8 # 变异概率 mutation_prob = 0.1 # 个体编码长度 chromosome_length = city_num # 计算城市之间的距离 def dist(city1, city2): return ((city1[0] - city2[0]) ** 2 + (city1[1] - city2[1]) ** 2) ** 0.5 # 计算路径长度 def path_length(path): length = 0 for i in range(city_num): length += dist(city_pos[path[i]], city_pos[path[(i+1)%city_num]]) return length # 初始化种群 def init_population(): population = [] for i in range(pop_size): chromosome = list(range(city_num)) random.shuffle(chromosome) population.append(chromosome) return population # 选择 def selection(population): fitness_list = [1.0/path_length(chromosome) for chromosome in population] total_fitness = sum(fitness_list) accum_fitness = [sum(fitness_list[:i+1])/total_fitness for i in range(pop_size)] selection_results = [] for i in range(pop_size): r = random.random() for j in range(pop_size): if accum_fitness[j] > r: selection_results.append(population[j]) break return selection_results # 交叉 def crossover(parent1, parent2): if random.random() > crossover_prob: return parent1 pos1 = random.randint(0, chromosome_length-1) pos2 = random.randint(0, chromosome_length-1) if pos1 > pos2: pos1, pos2 = pos2, pos1 child = [-1] * chromosome_length for i in range(pos1, pos2+1): child[i] = parent1[i] index = pos2 + 1 for i in range(chromosome_length): if parent2[i] not in child: child[index] = parent2[i] index = (index + 1) % chromosome_length return child # 变异 def mutation(chromosome): if random.random() > mutation_prob: return chromosome pos1 = random.randint(0, chromosome_length-1) pos2 = random.randint(0, chromosome_length-1) chromosome[pos1], chromosome[pos2] = chromosome[pos2], chromosome[pos1] return chromosome # 遗传算法 def genetic_algorithm(): population = init_population() for i in range(max_iter): population = selection(population) new_population = [] for j in range(pop_size): parent1 = random.choice(population) parent2 = random.choice(population) child = crossover(parent1, parent2) child = mutation(child) new_population.append(child) population = new_population best_chromosome = min(population, key=path_length) return best_chromosome # 测试 best_path = genetic_algorithm() print("最短路径: ", best_path) print("路径长度: ", path_length(best_path)) ``` 这个程序使用遗传算法来求解商旅问题,其中`city_pos`是城市坐标,`city_num`是城市数量,`pop_size`是种群数量,`max_iter`是迭代次数,`crossover_prob`是交叉概率,`mutation_prob`是变异概率,`chromosome_length`是个体编码长度。程序的输出为最短路径和路径长度。

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