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遗传算法解决经典运输问题

72 2024-10-28

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文章来源:
Python学习杂记
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遗传算法解决TSP问题摘要

遗传算法解决TSP问题摘要

遗传算法是一种常用于优化问题的启发式算法,它通过模拟生物进化过程中的交叉遗传、突变和选择机制来迭代搜索最优解。本文以解决经典的运输问题——旅行商问题(TSP)为例,阐述了如何使用Python编写遗传算法程序进行求解。

程序步骤概述

  1. 导入数据:建立节点间距离矩阵,通过API获取实际路程距离。
  2. 构建种群:用1-20的自然数编码种群的DNA,设定初始参数。
  3. 适应度函数:适应度以距离倒数定义,距离越短适应度越高。
  4. 轮盘筛选:使用np.random.choice函数按适应度概率选择父本。
  5. 变异操作:设置一定变异概率,随机交换两个节点位置。
  6. 交叉操作:设置交叉概率,交换部分基因序列。
  7. 进化迭代:按照上述步骤循环迭代至下一代。
  8. 绘图观察:记录并绘制每一代的迭代效果。

完整代码

文章最后提供了完整的Python代码,包含了数据导入、种群初始化、适应度函数、轮盘筛选、变异、交叉等关键步骤,以及相关参数的设置。代码还包括了绘图功能,用于展示算法的迭代效果。

结论

遗传算法在解决TSP等NP难问题方面表现出较好的效果。文章通过提供的Python代码示例,展示了如何通过遗传算法步骤寻找TSP问题的最优解,并通过迭代过程的可视化,观察算法性能。

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