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1、实用标准文案用遗传算法解决TSP问题设计思路:1.初始化城市距离采用以城市编号(i,j=1代表北京,=2代表上海,=3代表天津,=4代表重庆,=5代表乌鲁木齐)为矩阵行列标的方法,输入任意两个城市之间的距离,用矩阵city表示,矩阵中的元素city(i,j)代表第i个城市与第j个城市间的距离。2.初始化种群通过randperm函数,生成一个一维随机向量(是整数1,2,3,4,5的任意排列),然后将其赋给二维数组group的第一列,作为一个个体。如此循环N次(本例生成了50个个体),生成了第一代种群,种群的
2、每个个体代表一条路径。3.计算适应度采用的适应度函数为个体巡回路径的总长度的函数。具体为adapt(1,i)=(5*maxdis-dis)(1)在式(1)中,adapt(1,i)表示第i个个体的适应度函数,maxdis为城市间的最大距离,为4077km,dis为个体巡回路径的总长度,这样定义的适应度,当路经越短时适应度值越大。在适应度值的基础上,给出的计算个体期望复制数的表达式为adaptnum(1,i)=(N*adapt(1,i)/sumadapt)(2)其中,sumadapt为种群适应度之和。4.复制
3、采用优秀个体的大比例保护基础上的随机数复制法。具体做法为在生成下一代个体时,先将最大适应度对应的路径个体以较大的比例复制到下一代,然后再用随机数复制法生成下一代的其他个体。其中,有一个问题必须考虑,即若某一次生成的随机数过大,结果能复制一个或极少个样本。为了避免这一情况,采用了限制措施,即压低了随机数的上限。5.交叉采用的方法为按步长的单点交叉,为随机选择一对样本,再随机选择一个交叉点位置,按一定的步长进行交叉点的选择。选择一个步长而不是将其设为1,是因为若某一位置处的城市代码因为进行了交叉而发生了改变,
4、则其经过该处的两个距离都会改变。这种交叉兼有遗传和变异两方面的作用,因为若交叉点处的城市编号都相同,则对两个个体而言交叉后样本无变化,否则样本有变化。6.变异方法为随机两点I,J的交互位置法。对于A=[12345678910],若I=3,J=8,则变异后B=[12845673910]虽然是简单的随机两点交互,但实际上已经有40%的距离发生了改变。若用dij表示城市i与j之间的距离,则变异后与变异前样本路径的距离差为B23十B34+B78十B89一A23十A34+A78+A89可见,随机两点交互足以产生新的
5、模式样本。较大地提高变异率就会产生大量的新样本,全局最优样本出现的概率随之提高。为了收敛到最优解,借鉴模拟退火算法的思想,采取了变异率由很大逐渐衰减到较小的数量,这样做也利于找到全局最优解。7.将复制,交叉,变异后得到的种群group1重新赋给group,然后重复3,4,5,6步操作。直至满足循环停止条件,即找到最优路径。程序实现:clc精彩文档实用标准文案clearallcity=[0145315720873768;14530132625234077;1571326023003900;208725232
6、30003358;37684077390033580]%初始化城市距离maxdis=4077;%城市间最大距离N=50;%每一代种群中的个体数maxlun=100;%迭代次数设为100fori=1:Nttemp=randperm(5);%初始化种群,即随机产生50种路径,放在5行,N列的矩阵group中forj=1:5group(j,i)=ttemp(j);endendforlun=1:maxlun%迭代循环maxlun次sumadapt=0;%适度值之和maxadapt(1,lun)=0;%最大适度值初
7、值minadapt(1,lun)=100;%最小适度值初值viprate=0.1;%最优个体复制率copyrate=0.02;%复制率参数maxadaptloc=0;%最大适应值对应的个体号码初值mindisiii(1,lun)=100000;%每一代的最忧路径对应的旅行距离总和初值fori=1:Ndis(1,i)=0;forj=1:4dis(1,i)=dis(1,i)+city(group(j,i),group(j+1,i));enddis(1,i)=dis(1,i)+city(group(1,i),g
8、roup(5,i));%求一次旅行个体的总长度adapt(1,i)=5*maxdis-dis(1,i);%第i个个体的适应度函数sumadapt=sumadapt+adapt(1,i);%适应度函数总和ifdis(1,i)