Python使用遺傳算法解決最大流問題
更新時間:2018年01月29日 16:10:18 作者:ZJun310
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Generate_matrix
def Generate_matrix(x,y): import numpy as np import random return np.ceil(np.array([random.random()*10 for i in range(x*y)]).reshape(x,y))
Max_road
def Max_road(A,degree,start): import random import numpy as np import copy def change(M,number,start): # number 控制變異程度 start 控制變異量 x , y = M.shape for i in range(start,x): Line = zip(range(len(M[i])),M[i]) index_0 = [t[0] for t in Line if t[1]==0] # 獲取 0 所對應(yīng)的下標(biāo) index_1 = [t[0] for t in Line if t[1]==1] # 獲取 1 所對應(yīng)的下標(biāo) M[i][random.sample(index_0,number)[0]]=1 # 隨機(jī)改變序列中 number 個值 0->1 M[i][random.sample(index_1,number)[0]]=0 # 隨機(jī)改變序列中 number 個值 1->0 return M x,y = A.shape n=x generation = y #初始化一個有 n 中情況的解決方案矩陣 init_solve = np.zeros([n,x+y-2]) init=[1]*(x-1)+[0]*(y-1) for i in range(n) : random.shuffle(init) init_solve[i,:] = init # 1 表示向下走 0 表示向右走 solve = copy.copy(init_solve) for loop in range(generation): Sum = [A[0,0]]*n # 用于記錄每一種方案的總流量 for i in range(n): j=0;k=0; for m in solve[i,:]: if m==1: k=k+1 else: j=j+1 Sum[i] = Sum[i] + A[k,j] Sum_index = zip(range(len(Sum)),Sum) sort_sum_index = sorted(Sum_index,key = lambda d : d[1] , reverse =True) # 將 方案 按照流量總和排序 Max = sort_sum_index[0][1] # 最大流量 #print Max solve_index_half = [a[0] for a in sort_sum_index[:n/2]] # 保留排序后方案的一半 solve = np.concatenate([solve[solve_index_half],solve[solve_index_half]]) # 將保留的一半方案 進(jìn)行復(fù)制 ,復(fù)制部分用于變異 change(solve,int((x+y-2)*degree)+1 ,start) # 變異 return solve[0] , Max
Draw_road
def Draw_road(road,A): import pylab as plt import seaborn seaborn.set() x , y =A.shape # 將下移和右移映射到繪圖坐標(biāo)上 Road = [(1,x)] # 初始坐標(biāo) j=1;k=x; for m in road: if m==1: k=k-1 else: j=j+1 Road.append((j,k)) # print Road for i in range(len(road)): plt.plot([Road[i][0],Road[i+1][0]],[Road[i][1],Road[i+1][1]])
實際運行的例子
In [119]: A = Generate_matrix(4,6) In [120]: A Out[120]: array([[ 10., 1., 7., 10., 8., 8.], [ 4., 8., 8., 4., 8., 2.], [ 9., 8., 8., 3., 9., 8.], [ 7., 2., 5., 9., 3., 8.]]) In [121]: road , M=Max_road(A,0.1,2) In [122]: Draw_road(road,A)
較大規(guī)模的情況
In [105]: A = Generate_matrix(40,60) In [106]: road , M=Max_road(A,0.1,4) In [107]: road Out[107]: array([ 0., 0., 0., 1., 1., 0., 0., 0., 0., 0., 0., 0., 0., 1., 0., 0., 0., 1., 0., 0., 1., 0., 1., 1., 1., 1., 1., 0., 0., 0., 0., 0., 1., 0., 0., 1., 0., 0., 0., 1., 0., 0., 0., 1., 0., 1., 0., 0., 1., 0., 0., 1., 0., 0., 0., 1., 0., 0., 1., 1., 1., 1., 0., 0., 0., 0., 0., 0., 1., 0., 1., 1., 1., 1., 0., 1., 0., 1., 1., 1., 0., 1., 0., 1., 0., 1., 0., 1., 0., 0., 1., 0., 1., 0., 0., 1., 0., 1.]) In [108]: Draw_road(road,A)
In [109]: A = generate_Matrix(100,200) In [110]: road , M=Max_road(A,0.1,10) In [111]: draw_road(road,A)
以上就是本文的全部內(nèi)容,希望對大家的學(xué)習(xí)有所幫助,也希望大家多多支持腳本之家。
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