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真正的坚定,就是找到力量去做自己喜欢的事情,并为之努力,这样才会觉得生活是幸福的。

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模拟退火算法解TSP CPP实现  

2010-04-23 20:01:17|  分类: 研一下 |  标签: |举报 |字号 订阅

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达达乐队——南方

来自 SongTaste

/****************************************************
模拟退火算法求解TSP
Qi.HalfMan at #907
说明:
运行之前确认:
1.CITY_NUM的值等于城市的数目
2.函数City_Data_Get中的文件名正确
如:if((fp = fopen("data_51.txt","rt")) == NULL)
这里的城市坐标放在名为data_51.txt的文件中
****************************************************/
#ifndef _stdafx_h_
#define _stdatx_h_

#include <iostream>
#include <cstdlib>
#include <fstream>
#include <iomanip>
#include <math.h>
#include <ctime>
using namespace std;

#define CITY_NUM 76 //定义城市数目
#define RATE 0.9//温度下降比例
#define SWITCH 1//是否记录退火中的最小值

void City_Data_Get(double(*city_data)[3]);
void City_Route_Record(int *proute, double dis, double runt);
double City_Dis_Cal(int city_index_from, int city_index_to, double(*city_data)[3]);
double Init_Temp_Route(int K, double(*dis_data)[CITY_NUM], int *proute);
double Temp_Down_Cal(double tempe);
double Inner_Loop(double tempe, int *proute, double (*dis_data)[CITY_NUM]);
#endif

 

#include "Param.h"

void City_Data_Get(double (*city_data)[3])
{
 int row = 0;
 int col = 0;
 FILE *fp = NULL;
 if((fp = fopen("data_76.txt","rt")) == NULL)
 {
  cout << "文件不存在!!!" << endl;
  exit(0);
 }
 for(row=0; row<CITY_NUM; row++)
 {
  for(col=0; col<3; col++)
  {
   //fscanf(fp, "%d", (*(city_data+row)+col));
   fscanf(fp, "%lf", &city_data[row][col]);
  }  
 }
 fclose(fp);
}

 

#include "param.h"
void City_Route_Record(int *proute, double dis, double runt)
{
 FILE *fp = NULL;
 if((fp = fopen("route.txt","at")) == NULL )
 {
  cout << "不能创建文件!!!" << endl;
  exit(0);
 }
 fprintf(fp, "%s","route: ");
 int id=0;
 for(id=0; id<CITY_NUM; id++)
 {
  fprintf(fp, "%d%s",proute[id]+1,"->");
 }
 fprintf(fp, "%d\n", proute[0]);
 fprintf(fp, "%s%lf\n","distance: ", dis);
 fprintf(fp, "%s%lf\n","time: ", runt);
}

 

#include "Param.h"

double City_Dis_Cal(int city_index_from, int city_index_to, double(*city_data)[3])
{
 double city_dis = 0;
 //if(city_index_from != city_index_to)  
 city_dis = sqrt(pow(city_data[city_index_from][1] - city_data[city_index_to][1], 2) +
  pow(city_data[city_index_from][2] - city_data[city_index_to][2], 2));
 return city_dis;
}

 

#include "Param.h"
double Init_Temp_Route(int K, double(*dis_data)[CITY_NUM], int *proute)
{
 double dis_max = 0;
 double dis_min = RAND_MAX;
 int row = 0;
 int col = 0;
 for(row=0; row<CITY_NUM; row++)
 {
  for(col=row+1; col<CITY_NUM; col++)
  {
   if(dis_max < dis_data[row][col])
    dis_max = dis_data[row][col];
   if(dis_min > dis_data[row][col])
    dis_min = dis_data[row][col];
  }
 }

 for(row=0; row<CITY_NUM; row++)
  proute[row] = row;
 return K*CITY_NUM*(dis_max - dis_min);
}

#include "Param.h"

double Temp_Down_Cal(double tempe)
{
 return RATE*tempe;
}

 

#include "Param.h"

double Inner_Loop(double tempe, int *proute, double (*dis_data)[CITY_NUM])
{
 //原始路程
 double dis_pre = 0;
 for(int city_num=0; city_num<CITY_NUM-1; city_num++)
  dis_pre = dis_pre + dis_data[*(proute+city_num)][*(proute+city_num+1)];
 dis_pre = dis_pre + dis_data[0][CITY_NUM-1];

 //获得新路径 2-opt
 int loc1 = 0;
 int loc2 = 0;
 while(loc1 == loc2)
 {
  loc1 = rand()%CITY_NUM;
  loc2 = rand()%CITY_NUM;
 }
 
 //2-opt
 int temp = 0;
 if(loc1 > loc2)
 {
  temp = loc1;loc1 = loc2; loc2=temp;
 }
 /*
 temp = *(proute + loc1);
 *(proute + loc1) = *(proute + loc2);
 *(proute + loc2) = temp;
 */

 //loc2_loc1_opt
 
 int lim = (abs(loc2-loc1) + 1)/2;
 int step = 0;
 for(step=0 ; step<lim; step++)
 {
  temp = *(proute + loc1 + step);
  *(proute + loc1 + step) = *(proute + loc2 - step);
  *(proute + loc2  - step) = temp;
 }

 //重新计算路程
 double dis_now = 0;
 for(city_num=0; city_num<CITY_NUM-1; city_num++)
  dis_now = dis_now + dis_data[*(proute+city_num)][*(proute+city_num+1)];
 dis_now = dis_now + dis_data[0][CITY_NUM-1];

 double dis_diff = 0;
 double metropolis = 0;
 double uni_dis01 = 0;
 uni_dis01 = (double)rand()/RAND_MAX;  
 if(dis_now < dis_pre)
  dis_pre = dis_now;
 else
 {
  dis_diff = dis_now - dis_pre;
  metropolis = exp(-(dis_diff/tempe));
  if(metropolis > uni_dis01)
   dis_pre = dis_now; 
  else
  {
   /*
   temp = *(proute + loc1);
   *(proute + loc1) = *(proute + loc2);
   *(proute + loc2) = temp;
   */
   for(step=0 ; step<lim; step++)
   {
    temp = *(proute + loc1 + step);
    *(proute + loc1 + step) = *(proute + loc2 - step);
    *(proute + loc2 - step) = temp;
   }
  }
 } 
 return dis_pre;
}

 

测试数据 txt格式 数据之间用“Tab”键隔开:

1 272 318
2 228 210
3 186 277
4 273 290
5 211 264
6 323 173
7 273 243
8 296 147
9 339 260
10 322 176
11 176 245
12 309 293
13 314 181
14 297 291
15 267 335
16 224 146
17 229 290
18 329 178
19 191 249
20 203 283
21 189 221
22 214 165
23 240 332
24 175 338
25 325 183
26 249 153
27 224 297
28 207 173
29 206 203
30 152 333
31 265 208
32 285 141
33 173 335
34 321 145
35 144 338
36 320 206
37 172 160
38 179 302
39 147 314
40 189 258
41 296 314
42 321 336
43 253 290
44 215 134
45 305 149
46 282 254
47 190 144
48 208 185
49 221 151
50 319 232
51 151 279
52 209 302
53 317 286
54 282 230
55 272 248
56 215 332
57 295 156
58 185 156
59 135 239
60 133 199
61  170 135
62 180 160
63 191 165
64  188 166
65 341 311
66 133 227
67 272 155
68 304 167
69 213 208
70 282 308
71 216 331
72 135 333
73 214 299
74 230 176
75 326 295
76 186 165

 

 

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