AW OL社区偶遇一段精彩代码实现,是关于模拟退火算法的,拿过来跑了跑,留在这里,以免忘记:

/*
* 使用模拟退火算法(SA)求解TSP问题(以中国TSP问题为例)
* 参考自《Matlab 智能算法30个案例分析》
* 模拟退火的原理这里略去,可以参考上书或者相关论文
* update: 16/12/11
* author:lyrichu
* email:919987476@qq.com
*/
#include<stdio.h>
#include<stdlib.h>
#include<string.h>
#include<time.h>
#include<math.h>
#define T0 50000.0 // 初始温度
#define T_end (1e-8)
#define q 0.98 // 退火系数
#define L 1000 // 每个温度时的迭代次数,即链长
#define N 31 // 城市数量
int city_list[N]; // 用于存放一个解
double city_pos[N][2] = {{1304,2312},{3639,1315},{4177,2244},{3712,1399},{3488,1535},{3326,1556},{3238,1229},{4196,1004},{4312,790},
{4386,570},{3007,1970},{2562,1756},{2788,1491},{2381,1676},{1332,695},{3715,1678},{3918,2179},{4061,2370},{3780,2212},{3676,2578},{4029,2838},
{4263,2931},{3429,1908},{3507,2367},{3394,2643},{3439,3201},{2935,3240},{3140,3550},{2545,2357},{2778,2826},{2370,2975}}; // 中国31个城市坐标
//函数声明
double distance(double *,double *); // 计算两个城市距离
double path_len(int *); // 计算路径长度
void init(); //初始化函数
void create_new(); // 产生新解
// 距离函数
double distance(double * city1,double * city2)
{
double x1 = *city1;
double y1 = *(city1+1);
double x2 = *(city2);
double y2 = *(city2+1);
double dis = sqrt((x1-x2)*(x1-x2)+(y1-y2)*(y1-y2));
return dis;
}

// 计算路径长度
double path_len(int * arr)
{
double path = 0; // 初始化路径长度
int index = *arr; // 定位到第一个数字(城市序号)
for(int i=0;i<N-1;i++)
{
int index1 = *(arr+i);
int index2 = *(arr+i+1);
double dis = distance(city_pos[index1-1],city_pos[index2-1]);
path += dis;
}
int last_index = *(arr+N-1); // 最后一个城市序号
int first_index = *arr; // 第一个城市序号
double last_dis = distance(city_pos[last_index-1],city_pos[first_index-1]);
path = path + last_dis;
return path; // 返回总的路径长度
}

// 初始化函数
void init()
{
for(int i=0;i<N;i++)
city_list[i] = i+1; // 初始化一个解
}

// 产生一个新解
// 此处采用随机交叉两个位置的方式产生新的解
void create_new()
{
double r1 = ((double)rand())/(RAND_MAX+1.0);
double r2 = ((double)rand())/(RAND_MAX+1.0);
int pos1 = (int)(N*r1); //第一个交叉点的位置
int pos2 = (int)(N*r2);
int temp = city_list[pos1];
city_list[pos1] = city_list[pos2];
city_list[pos2] = temp; // 交换两个点
}

// 主函数
int main(void)
{
srand((unsigned)time(NULL)); //初始化随机数种子
time_t start,finish;
start = clock(); // 程序运行开始计时
double T;
int count = 0; // 记录降温次数
T = T0; //初始温度
init(); //初始化一个解
int city_list_copy[N]; // 用于保存原始解
double f1,f2,df; //f1为初始解目标函数值,f2为新解目标函数值,df为二者差值
double r; // 0-1之间的随机数,用来决定是否接受新解
while(T > T_end) // 当温度低于结束温度时,退火结束
{
for(int i=0;i<L;i++)
{
memcpy(city_list_copy,city_list,N*sizeof(int)); // 复制数组
create_new(); // 产生新解
f1 = path_len(city_list_copy);
f2 = path_len(city_list);
df = f2 - f1;
// 以下是Metropolis准则
if(df >= 0)
{
r = ((double)rand())/(RAND_MAX);
if(exp(-df/T) <= r) // 保留原来的解
{
memcpy(city_list,city_list_copy,N*sizeof(int));
}
}
}
T *= q; // 降温
count++;
}
finish = clock(); // 退火过程结束
double duration = ((double)(finish-start))/CLOCKS_PER_SEC; // 计算时间
printf("采用模拟退火算法,初始温度T0=%.2f,降温系数q=%.2f,每个温度迭代%d次,共降温%d次,得到的TSP最优路径为:\n",T0,q,L,count);
for(int i=0;i<N-1;i++) // 输出最优路径
{
printf("%d--->",city_list[i]);
}
printf("%d\n",city_list[N-1]);
double len = path_len(city_list); // 最优路径长度
printf("最优路径长度为:%lf\n",len);
printf("程序运行耗时:%lf秒.\n",duration);
return 0;
}

运行输出:

一段经典模拟退火算法代码_初始化


结束!