加载中…蚁群算法（C语言实现）
(2012-07-29 23:30:33)
标签：
蚁群算法c语言期末大作业杂谈 |
这是我2012年第一个学期的期末大作业。
不得不说这段代码参考了网络上的一些代码，以及书本上的一些相关数据。
但是无论是网络上还是书上难免总是有很多C++的影子，这是我自己理解之后用C编写的蚁群算法的代码。
这几个城市的相关测试数据在CSDN上可以找到。
//蚁群算法关于简单的TSP问题求解//
#include<stdio.h>
#include<stdlib.h>
#include<string.h>
#include<math.h>
#include<time.h>
#define M 13 //蚂蚁的数量
#define N 144 //城市的数量
#define R 1000 //迭代次数
#define IN 1 //初始化的信息素的量
#define MAX 0x7fffffff //定义最大值
struct coordinate{
char city[15]; //城市名
int x;
//城市相对横坐标
int y;
//城市相对纵坐标
}coords[N];
double graph[N][N];
//储存城市之间的距离的邻接矩阵,自己到自己记作MAX
double phe[N][N]; //每条路径上的信息素的量
double add[N][N]; //代表相应路径上的信息素的增量
double yita[N][N]; //启发函数,yita[i][j]=1/graph[i][j]
int vis[M][N]; //标记已经走过的城市
int map[M][N]; //map[K][N]记录第K只蚂蚁走的路线
double solution[M]; //记录某次循环中每只蚂蚁走的路线的距离
int bestway[N]; //记录最近的那条路线
double bestsolution=MAX;
int NcMax; //代表迭代次数,理论上迭代次数越多所求的解更接近最优解,最具有说服力
double alpha,betra,rou,Q;
void Initialize(); //信息初始化
void Inputcoords(FILE *fp); //将文件中的坐标信息读入
void GreateGraph(); //根据坐标信息建图
double Distance(int *p); //计算蚂蚁所走的路线的总长度
void Result(); //将结果保存到out.txt中
void Initialize()
{
alpha=2; betra=2; rou=0.7; Q=5000;
return ;
}
void Inputcoords(FILE *fp)
{
int i;
int number;
if(fp==NULL)
{
printf("Sorry,the file is not exist\n");
exit(1);
}
else
{
for(i=0; i<N; ++i)
{
fscanf(fp,"%d%s",&number,coords[i].city);
fscanf(fp,"%d,%d",&coords[i].x,&coords[i].y);
}
}
}
void GreateGraph( )
{
int i,j;
double d;
for(i=0; i<N-1; ++i)
{
graph[i][i]=MAX; //自己到自己标记为无穷大
for(j=i+1; j<N; ++j)
{
d=(double)((coords[i].x-coords[j].x)*(coords[i].x-coords[j].x)+(coords[i].y-coords[j].y)*(coords[i].y-coords[j].y));
graph[j][i]=graph[i][j]=sqrt(d);
}
}
graph[N-1][N-1]=MAX;
return ;
}
double Distance(int *p)
{
double d=0;
int i;
for(i=0; i<N-1; ++i)
{
d+=graph[*(p+i)][*(p+i+1)];
}
d+=graph[*(p+i)][*(p)];
return d;
}
void Result()
{
FILE *fl;
int i;
fl = fopen("out.txt","a");
//将结果保存在out.txt这个文件里面
fprintf(fl,"%s\n","本次算法中的各参数如下:");
fprintf(fl,"alpha=%.3lf, betra=%.3lf, rou=%.3lf,
Q=%.3lf\n",alpha,betra,rou,Q);
fprintf(fl,"%s %d\n","本次算法迭代次数为:",NcMax);
fprintf(fl,"%s %.4lf\n","本算法得出的最短路径长度为:",bestsolution);
fprintf(fl,"%s\n","本算法求得的最短路径为:");
for(i=0; i<N; ++i)
fprintf(fl,"%s →
",coords[bestway[i]].city);
fprintf(fl,"%s",coords[bestway[0]].city);
fprintf(fl,"\n\n\n");
fclose(fl);
return ;
}
int main()
{
int NC=0;
int i,j,k;
int s;
double drand,pro,psum;
FILE *fp;
Initialize();
fp = fopen("coords.txt","r+");
Inputcoords(fp);
GreateGraph();
fclose(fp);
for(i=0; i<N; ++i)
{
for(j=0; j<N; ++j)
{
phe[i][j]=IN; //信息素初始化
if(i!=j)
yita[i][j]=100.0/graph[i][j];
//期望值,与距离成反比
}
}
memset(map,-1,sizeof(map));
//把蚂蚁走的路线置空
memset(vis,0,sizeof(vis));
//0表示未访问,1表示已访问
srand(time(NULL));
while(NC++<=NcMax)
{
for(k=0; k<M; ++k)
{
}
s=1;
while(s<N)
{
{
{
{
}
}
pro=0;
{
}
vis[k][j]=1; //将走过的城市标记起来
}
s++;
}
memset(add,0,sizeof(add));
for(k=0; k<M; ++k)
//计算本次中的最短路径//
{
solution[k]=Distance(map[k]);
//蚂蚁k所走的路线的总长度
if(solution[k]<bestsolution)
{
bestsolution=solution[k];
for(i=0; i<N; ++i)
bestway[i]=map[k][i];
}
}
for(k=0; k<M; ++k)
{
for(j=0; j<N-1; ++j)
{
add[map[k][j]][map[k][j+1]]+=Q/solution[k];
}
add[N-1][0]+=Q/solution[k];
}
for(i=0; i<N; ++i)
{
for(j=0; j<N; ++j)
{
phe[i][j]=phe[i][j]*rou+add[i][j];
if(phe[i][j]<0.0001)
//设立一个下界
phe[i][j]=0.0001;
else if(phe[i][j]>20)
//设立一个上界,防止启发因子的作用被淹没
phe[i][j]=20;
}
}
memset(vis,0,sizeof(vis));
memset(map,-1,sizeof(map));
}
Result();
printf("Result is saved in out.txt\n");
return 0;
}
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