matlab 写能运行的代码 遗传算法做一个逃出盒子的路径,要有一个20*10的网格,带图像显示,有起点终点。
时间: 2024-03-04 12:51:17 浏览: 65
【路径规划-TSP问题】基于遗传算法求解多旅行商问题同一起点和终点付matlab代码.zip
好的,以下是一个简单的 MATLAB 代码示例,使用遗传算法来生成逃出盒子的路径。代码中使用了 MATLAB 自带的 `imagesc` 函数来显示地图。
```matlab
clc;
clear;
% 网格大小
width = 20;
height = 10;
% 地图数据,0 表示空地,1 表示障碍物
map = zeros(height, width);
map(3:7, 8:12) = 1;
map(13:14, 2:17) = 1;
% 起点和终点位置
start_pos = [1, 1];
end_pos = [height, width];
% 遗传算法参数
pop_size = 50; % 种群大小
max_gen = 100; % 最大迭代次数
elite_rate = 0.1; % 精英保留率
mutate_rate = 0.1; % 变异率
% 生成初始种群
pop = randi([1, 4], pop_size, height * width);
% 遗传算法迭代
for gen = 1:max_gen
% 计算适应度
fit = zeros(pop_size, 1);
for i = 1:pop_size
fit(i) = fitness(pop(i, :), start_pos, end_pos, map, width);
end
% 选择精英
[~, elite_idx] = sort(fit, 'descend');
elite_num = round(pop_size * elite_rate);
elite = pop(elite_idx(1:elite_num), :);
% 轮盘赌选择
roulette = cumsum(fit ./ sum(fit));
roulette(end) = 1;
new_pop = zeros(pop_size, height * width);
for i = 1:pop_size
idx1 = find(roulette > rand(), 1);
idx2 = find(roulette > rand(), 1);
new_pop(i, :) = crossover(pop(idx1, :), pop(idx2, :));
end
% 变异
for i = 1:pop_size
if rand() < mutate_rate
new_pop(i, :) = mutate(new_pop(i, :));
end
end
% 合并种群
pop = [elite; new_pop(elite_num+1:end, :)];
end
% 找到最优解
best_fit = -Inf;
best_path = [];
for i = 1:pop_size
path = decode(pop(i, :), start_pos, end_pos, map, width);
fit = fitness(pop(i, :), start_pos, end_pos, map, width);
if fit > best_fit
best_fit = fit;
best_path = path;
end
end
% 显示地图和路径
imagesc(map);
colormap(gray);
hold on;
plot(best_path(:, 2), best_path(:, 1), 'r', 'LineWidth', 2);
plot(start_pos(2), start_pos(1), 'go', 'MarkerSize', 10, 'LineWidth', 2);
plot(end_pos(2), end_pos(1), 'gx', 'MarkerSize', 10, 'LineWidth', 2);
axis equal;
axis off;
% 适应度函数
function f = fitness(chromosome, start_pos, end_pos, map, width)
path = decode(chromosome, start_pos, end_pos, map, width);
if isempty(path)
f = -Inf;
else
f = 1 / size(path, 1);
end
end
% 解码函数
function path = decode(chromosome, start_pos, end_pos, map, width)
path = zeros(0, 2);
pos = start_pos;
for i = 1:length(chromosome)
dir = mod(chromosome(i) - 1, 4) + 1;
switch dir
case 1 % 上
new_pos = pos + [-1, 0];
case 2 % 右
new_pos = pos + [0, 1];
case 3 % 下
new_pos = pos + [1, 0];
case 4 % 左
new_pos = pos + [0, -1];
end
if all(new_pos >= 1) && all(new_pos <= [size(map, 1), width]) && ~map(new_pos(1), new_pos(2))
path = [path; new_pos];
pos = new_pos;
if all(pos == end_pos)
break;
end
end
end
if any(path(end, :) ~= end_pos)
path = [];
end
end
% 交叉函数
function child = crossover(parent1, parent2)
point = randi(length(parent1));
child = [parent1(1:point), parent2(point+1:end)];
end
% 变异函数
function child = mutate(parent)
point = randi(length(parent));
child = parent;
child(point) = randi([1, 4]);
end
```
在代码中,我们使用一个二进制字符串来表示路径,每个字符表示走的方向(1 表示上,2 表示右,3 表示下,4 表示左)。初始种群随机生成,经过迭代进化,最终找到适应度最高的路径。解码函数将二进制字符串转换为坐标序列,适应度函数计算路径长度的倒数作为适应度。交叉函数和变异函数用于遗传算法的进化操作。在代码最后,我们使用 `imagesc` 函数显示地图和路径。
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