臭丫头,站住
基本蚁群算法的C++源程序
2019-3-12 臭丫头,站住


#include "stdafx.h"

#include 

#include 

#include 

#include 



using namespace std;





const int iAntCount=34;//蚂蚁数量

const int iCityCount=51;//城市数量

const int iItCount=2000;//最大跌代次数

const double Q=100;

const double alpha=1;

const double beta=5;

const double rou=0.5;



int besttour[iCityCount];//最有路径列表



double  rnd(int low,double uper)//获得随机数

{



 double p=(rand()/(double)RAND_MAX)*((uper)-(low))+(low);



 return (p);



};





int rnd(int uper)

{

    return (rand()%uper);

};



class GInfo//tsp地图信息,包含了信息素,城市距离,和信息素变化矩阵

{

public: 

 double m_dDeltTrial[iCityCount][iCityCount];

 double m_dTrial[iCityCount][iCityCount];

 double distance[iCityCount][iCityCount];

};

GInfo Map;






class ant

{

private:

 int ChooseNextCity();//选择城市

 double prob[iCityCount];

 int m_iCityCount;

 int AllowedCity[iCityCount];//没有走过的城市





public:

 void addcity(int city);

 int tabu[iCityCount];

 void Clear();

 void UpdateResult();

 double m_dLength;

 double m_dShortest;

 void move();

 ant();

 void move2last();





};

void ant::move2last()

{

 int i;

 for(i=0;i《iCityCount;i++)



  if (AllowedCity[i]==1)

  {

   addcity(i);

   break;

  }

}





void ant::Clear()

{

 m_dLength=0;

 int i;

 for(i=0; i〈iCityCount;i++)



  prob[i]=0;

  AllowedCity[i]=1;

 }

 i=tabu[iCityCount-1];

 m_iCityCount=0;

 addcity(i);

}

ant::ant()

{

 m_dLength=m_dShortest=0;

 m_iCityCount=0;

 int i;

 for(i=0;i〈iCityCount;i++)



  AllowedCity[i]=1;

  prob[i]=0;

 }

}

void ant::addcity(int city)

{

 //add city to tabu;

 tabu[m_iCityCount]=city;

 m_iCityCount++;

 AllowedCity[city]=0;

}

int ant::ChooseNextCity()

{

 //Update the probability of path selection

 //select a path from tabu[m_iCityCount-1] to next

 int i;

 int j=10000;

 double temp=0;

 int curCity=tabu[m_iCityCount-1];

 for (i=0;i〈iCityCount;i++)



  if((AllowedCity[i]==1)) 

  {

   temp+=pow((1.0/Map.distance[curCity][i]),beta)*pow((Map.m_dTrial[curCity][i]),alpha);

  }

 }

 double sel=0;

 for (i=0;i〈iCityCount;i++)



  if((AllowedCity[i]==1))

  {

   prob[i]=pow((1.0/Map.distance[curCity][i]),beta)*pow((Map.m_dTrial[curCity][i]),alpha)/temp;

   sel+=prob[i];

  }

  else 

   prob[i]=0;

 }

 double mRate=rnd(0,sel);

 double mSelect=0;



 for ( i=0;i〈iCityCount;i++)



  if((AllowedCity[i]==1))

   mSelect+=prob[i] ;

  if (mSelect>=mRate) {j=i;break;}

 }



 if (j==10000)

 {

  temp=-1;

  for (i=0;i〈iCityCount;i++)



   if((AllowedCity[i]==1))

    if (temp    {

     temp=pow((1.0/Map.distance[curCity][i]),beta)*pow((Map.m_dTrial[curCity][i]),alpha);

     j=i;

    }

  }

 }



 return j;



}

void ant::UpdateResult()

{

 // Update the length of tour

 int i;

 for(i=0;i〈iCityCount-1;i++)



       m_dLength+=Map.distance[tabu[i]][tabu[i+1]];

 m_dLength+=Map.distance[tabu[iCityCount-1]][tabu[0]];

}

void ant::move()

{

 //the ant move to next town and add town ID to tabu.

 int j;

 j=ChooseNextCity();

 addcity(j);

}

class project

{

public:



 void UpdateTrial();

 double m_dLength;

 void initmap();

 ant ants[iAntCount];

 void GetAnt();

 void StartSearch();

 project();

};

void project::UpdateTrial()

{

 //calculate the changes of trial information

 int i;

 int j;



 for(i=0;i〈iAntCount;i++)

  for (j=0;j〈iCityCount-1;j++)



{   Map.m_dDeltTrial[ants[i].tabu[j]][ants[i].tabu[j+1]]+=Q/ants[i].m_dLength ;

   Map.m_dDeltTrial[ants[i].tabu[j+1]][ants[i].tabu[j]]+=Q/ants[i].m_dLength;

  }

  Map.m_dDeltTrial[ants[i].tabu[iCityCount-1]][ants[i].tabu[0]]+=Q/ants[i].m_dLength;

  Map.m_dDeltTrial[ants[i].tabu[0]][ants[i].tabu[iCityCount-1]]+=Q/ants[i].m_dLength;

 }

 for (i=0;i〈iCityCount;i++)



  for (j=0;j〈iCityCount;j++)



  {

   Map.m_dTrial[i][j]=(rou*Map.m_dTrial[i][j]+Map.m_dDeltTrial[i][j] );

   Map.m_dDeltTrial[i][j]=0;

  }



 }





}

void project::initmap()

{

 int i;

 int j;

 for(i=0;i〈iCityCount;i++)

  for (j=0;j〈iCityCount;j++)

  {



   Map.m_dTrial[i][j]=1;

   Map.m_dDeltTrial[i][j]=0;

  }

}

project::project()

{

 //initial map,read map infomation from file . et.

 initmap();

 m_dLength=10e9;





 ifstream in("eil51.tsp");



 struct city

 {

  int num;

  int x;

  int  y;

 }cc[iCityCount];

 

 for (int i=0;i〈iCityCount;i++)

 {

  in>>cc[i].num>>cc[i].x>>cc[i].y;

  besttour[i]=0;

 }

 int j;

 for(i=0;i〈iCityCount;i++)

  for (j=0;j〈iCityCount;j++)

  {



   {

    Map.distance[i][j]=sqrt(pow((cc[i].x-cc[j].x),2)+pow((cc[i].y-cc[j].y),2));

   }

  }

}

void project::GetAnt()

{

 //randomly put ant into map

 int i=0;

 int city;

 srand( (unsigned)time( NULL ) +rand());

for (i=0;i〈iAntCount;i++)



 {

  city=rnd(iCityCount);

  ants[i].addcity(city);

 }



}

void project::StartSearch()

{

 //begin to find best solution

 int max=0;//every ant tours times

 int i;

 int j;

 double temp;

 int temptour[iCityCount];

 while ((max〈iItCount)



{  

  for(j=0;j〈iAntCount;j++) 



  { 

   for (i=0;i〈iCityCount-1;i++)



  ants[j].move();

  }



   for(j=0;j〈iAntCount;j++) 

  {   ants[j].move2last();

   ants[j].UpdateResult ();

  }



  //find out the best solution of the step and put it into temp

  int t;

  temp=ants[0].m_dLength;

  for (t=0;t〈iCityCount;t++)

   temptour[t]=ants[0].tabu[t];

  for(j=0;j〈iAntCount;j++) 

  {

   if (temp〉ants[j].m_dLength) {

    temp=ants[j].m_dLength;

    for ( t=0;t〈iCityCount;t++)

     temptour[t]=ants[j].tabu[t];

   }

  }



  if(temp〈m_dLength){

   m_dLength=temp;

   for ( t=0;t〈iCityCount;t++)

    besttour[t]=temptour[t];

  }

  printf("%d : %f\n",max,m_dLength);

  UpdateTrial(); 



  for(j=0;j〈iAntCount;j++) 

  ants[j].Clear();






  max++;



 }

 printf("The shortest toure is : %f\n",m_dLength);



 for ( int t=0;t〈iCityCount;t++)

  printf(" %d ",besttour[t]);



}

int main()

{



 project TSP;

 TSP.GetAnt();

 TSP.StartSearch();

 return 0;

}


发表评论:
昵称

邮件地址 (选填)

个人主页 (选填)

内容