蚁群算法改进java代码 蚁群算法路径规划改进

求教：蚁群算法选择最短路径问题

这个例子其实是当初数模比赛时用来完成碎片拼接的，但其所用到原理还是求解最短路径的原理。但这里的最短路径和数据结构中最短路径有一定的区别。在数据结构中，对于最短路径的求解常用的一般有Dijkstra算法与Floyd算法，但对于要求出一条经过所有的点的并且要求路径最短，这些算法还是有一定的局限性的。而蚁群算法则很好地满足了这些条件。话说回来，很想吐槽一下网络流传的一些蚁群算法的例子，当初学习这个时候，身边也没有相关的书籍，只好到网上找例子。网上关于这个算法源代码的常见的有2个版本，都是出自博客，但是在例子都代码是不完整的，缺失了一部分，但就是这样的例子，居然流传甚广，我很好奇那些转载这些源码的人是否真的有去学习过这些，去调试过。当然，我下面的例子也是无法直接编译通过的，因为涉及到图像读取处理等方面的东西，所以就只贴算法代码部分。但是对于这个问题蚁群算法有一个比较大的缺点，就是收敛很慢，不过对于数量小的路径，效果还是很好的。function bestqueue =aco1(nt,nc_max,m ,st, sd ,Alpha ,Beta ,Rho ,Q,gethead,getend)%参数解释：%nt 路径所经过的点的个数；%nc_max 迭代的次数；%m 蚂蚁的个数；%st 起点序号；%sd 终点序号；%Alpha 信息素系数；�ta 启发因子系数；%Rho 蒸发系数；% Q 信息量；%gethead getend 是用来求距离矩阵的，可根据实际情况修改

% nt = 209;%碎片个数full = zeros(nt,nt);tic;%初始化距离矩阵for i =1:nt for t = 1:nt if i ~= t full(i,t) = sum(abs(getend(:,i) - gethead(:,t))); else full(i,t) = inf; end endend% a =full(156,187)eta = 1./full;%启发因子，取距离的倒数% eta% e = eta(4,2)tau = ones(nt,nt);%信息素矩阵% tabu = zeros(nt,nt);%禁忌矩阵，取蚂蚁数量和碎片数量一致，以减少迭代次数nc =1;%初始化迭代次数;rbest=zeros(nc_max,nt);%各代最佳路线rbest(:,1) = (linspace(st,st,nc_max))';rbest(:,nt) =(linspace(sd,sd,nc_max))'; lbest=zeros(nc_max,1);%各代最佳路线的长度pathlen = 0;%临时记录每代最佳路线长度stime = 1;%记录代数进度for i = 1:nc_max % 代数循环 delta_tau=zeros(nt,nt);%初始化改变量 stime for t = 1:m % 对蚂蚁群体的循环， tabu=zeros(1,nt);%禁忌向量，标记已访问的碎片，初试值设为0，访问之后则变为1; viseted = zeros(1,nt);%记录已访问的元素的位置 tabu(st) = 1;%st为起点，在此表示为碎片矩阵的编号，因为已经将蚁群放在起点，故也应将禁忌向量和位置向量的状态进行修改 tabu(sd) =1;%同上 visited(nt) = sd ;%同上； visited(1) = st;%同上； ht = 0; for r = 2:nt-1 %记录了还没访问的图片编号 vp = 1;%visited指示量 pp = [];%置空的概率向量 jc = 0; %获取尚未访问的位置的向量。 wv = zeros( nt -2 - ht ); for k =1 : nt if tabu(k) == 0 jc = jc +1; wv(jc) = k; end end% a =(tau(visited(end),ju(3))^Alpha)*(eta(visited(end),ju(3))^Beta)% visited(end) %计算选择的概率 for k=1:length(wv) pp(k)=(tau(visited(vp),wv(k))^Alpha)*(eta(visited(vp),wv(k))^Beta);%下一张碎片的选择概率计算，p =（信息素^信息素系数）*（启发因子^启发因子系数） end pp=pp./(sum(pp));%归一化 pcum =cumsum(pp); psl = find(pcum = rand);%轮盘赌法 to_visit= wv(psl(1)) ;%完成选点 tabu(to_visit) =1; visited(r) = to_visit; ht =ht +1;%已访问碎片个数变化 vp =vp+1; end %路径变化信息 %对单个蚂蚁的路径进行统计 sum1 =0; for pr = 1:nt -1 x = visited(pr); y = visited(pr+1) ; sum1 =sum1 + full(x,y); end% vcell{t} =visited;%元胞记录每个蚂蚁的路径，即碎片顺序;% msum(t) = sum1; %信息素变化； for ww=1:(nt-1) delta_tau(visited(ww),visited(ww+1))=delta_tau(visited(ww),visited(ww+1)) + Q/sum1; end% delta_tau(visited(end),visited(1))=delta_tau(visited(end),visited(1))+Q/(sum1/100);% if t == m i == nc_max % bestqueue = visited% end if t == m bestqueue = visited end end tau=(1-Rho).*tau+delta_tau; %完成信息素的更新，找出现有的最新的最佳路径,即信息素最多的路径； stime =stime +1;end toc;

相关问答

Q1: 蚁群算法求解TSP问题遇到“索引超出矩阵维度。”的问题跪求大神能解答

你检查一下坐标矩阵是否出现了重复数值。比如你给的例子中C矩阵的第二个和第三个数值就重复了。

Q2: java俄罗斯方块 代码怎么让电脑自己玩

这个蚁群算法改进java代码你需要设计一套算法了蚁群算法改进java代码，就是比如你现在的电脑模拟人蚁群算法改进java代码，这样根据你自己设计的逻辑推断的路线图，当然你也可以模拟蚁群算法使程序随机出现错误，还有可以用机器学习的方法来模拟

Q3: 写给前辈的一封信

各位有想对前辈说的话，想写封信给前辈们，那么如何给前辈写一封信?下面我整理了写给前辈的一封信，供你参考。

写给前辈的一封信篇一

致豫让前辈的一封信

豫让前辈·：

您好!

每每读到您屡刺赵襄子，竟不惜吞炭，辞家，我便不禁为您扼腕——您真的太傻了!

其原因有三：

1. 不顾后果。别说在春秋战国，即使在当今，做了好事，纵然，是真心所为，也会招人揣度——“这小子一定是居心不良，想要得到赵襄子的赏识吧。”“很有可能!这小子竟吞炭报主，说他是真心的·，谁也不信呀!：”“没准他走投无路了，想诳上赵襄子!”“世态炎凉呀!”先生，你还真别不信，一切皆有可能，一不小心，你没准就会被人“人肉”了。先生，您说您冒天下之大不韪去博这个恶名是不是傻?

2. 是非观念混淆。就算您要报恩，也要先掂量掂量吧，

咱21世纪啥子最重要?地球人都知道——monkey!，神马感恩不感恩，知遇不知遇的，有钱才是硬道理，在金钱的威压下，无价的爱情，不也变成了“宁愿坐在宝马车上哭，不愿坐在自行车上笑”吗?高尚的师德，不也演变为一切以金钱为重吗?改变命运的知识，可以买到，享誉终身的名声，可以买到。因为有钱，所以高尚;因为有钱，所以高尚。您既有能力，又有机会，竟为了一个小小的智伯而是大好机会白白葬送，大把大把的钞票从手中流过，何其愚也?

3. 不信前人之言。身体是革命的本钱，没有一个好身

体，何谈刺杀?可您却甘愿吞炭，甘愿屡屡以身犯险，置生命于何地，置健康于何地?古有严嵩严分宜，今有许迈永许三多，为了健康，为了生命，皆以身试法，何其勇也，相比之下，您不是太傻了吗?纵有傻子沈浩，白痴王伟，愚人郭明义，但相较之下，还是文强居多，不是吗?

豫让前辈，如果我是您的话，我一定不会做此等既不利人更不利己的傻事·，还望您三思考。

写给前辈的一封信篇二

写给沙叶新前辈的一封信尊敬的沙叶新老师，您好!

首先请允许笔者 自我介绍 。笔者是出生在湖北一个破落农村的一个曾经怀有报效祖国的青年。笔者同时也是一个有七年文学历史的农村青年。

笔者自信有一定的文学才华，但在现实生活的连番跌撞下，也不得不低下曾经傲气十足的头颅。笔者因为在人生的十字路口找不到方向，迷茫困顿下，才不得不写出自己的心声的。最近一个多月，笔者都在网络上发表笔者的想法，但名不见经卷，人微言轻，在这个商业社会，几乎没有那家媒体关注笔者的 事迹 。笔者是一有 故事 的青年。有自己的苦衷，万般无奈之下，只有希冀沙老前辈能够拨冗空闲为笔者奔走宣传一二。

笔者父母皆是穷苦的农民，如今皆已年迈，没有退休金养老，而我目今27岁，依旧是单身光棍一条，依旧身无存款，囊中羞涩。笔者家境贫寒，近乎家徒四壁，盖不起新房，娶不起媳妇，接续香火恐怕也是遥遥无期了。笔者目今还有一些褴褛衣衫遮蔽其身，笔者担忧，再过一两年，笔者要裸奔上街了。

所幸笔者身材修长，算的上一美男子，笔者被逼无奈之下，也不在在乎那么些“礼义廉耻”的三纲五常了，笔者只想哪位富婆(富姐)包养。也许笔者会被骂的狗血淋头，但笔者正因为文学的熏陶，才“理所当然”地下此决定。

27岁还没结婚，这在我们这思想落后的农村来说，无异是一个异数。父母时常劝说我成家立业。但我心里清楚，身为一个男人，没有安身立命的能力，娶妻生子也是枉然。如果没有能耐，就不要结婚，以免给对方往后带来不必要的麻烦。

我打工的时间不是很长，零零散散凑起来，也大约三年时间。即便我离开曾经深深眷恋的学堂，但我一直在坚持着我的文学梦想。

我涉足文学，是从2003年高考失利之后。赋闲在家，读一些闲书，萌发了对文学的特殊 爱好 。持续至今，屈指算来，也就有了七个年头了。虽然时间不算很长，但我深信，我对文学还是有一定程度的造诣!

从古至今，文学都在历史的纷乱变革中，呈现出不可磨灭的地位。虽然有焚书坑儒，有文字狱，有灭佛，但 文化 的薪火相传，并没有因为曾经的兵燹战火，而与琼楼大殿一齐化为焦土。这是文化的幸运，但也有不幸。许多重要的藏书，难免失秩消亡，成为绝响。这不能不说，是文化的遗憾。

《诗经》，《周礼》，《礼记》，《山海经》，《论语》，《墨子》，《庄子》，《老子》，《韩非子》，《列子》，《管子》，二十四史，《资治通鉴》......魏晋南北朝的辞赋，唐诗，宋词，元曲，明清小说......都给我们留下了弥足珍贵的文化奇迹。

中国是四大闻名古国之一。三皇和五帝(黄帝，颛臾，帝喾，唐尧，虞舜)，还有盘古开天辟地，女蜗造人，仓颉创字......这些神话 传说 ，都给华夏民族增添了神圣的光彩。

中国有五千年的历史，上下五千年。博大精深的文化渊薮，多元的文化脉络，不是那个民族的文化所能比及的。

班固，班昭，扬雄，庾信，萧乾，司马相如，司马迁，李白，杜甫，贺知章，陆游，白居易，孟浩然，李淳风，袁天罡，李煜，司马光，苏轼，苏洵，苏辙，秦观，韩愈，欧阳修，初唐四杰，竹林七贤......这些伟大的文学家，在历史的长河中，流芳百世，启发着后来者，激励着后来者。

自古文人多寂寞，唯有饮者留其名。作家与文人大都先知先觉，看的社会事物是深刻透彻的，所谓透过现象看本质，窥一斑而知全豹。但文人也有迷惑，蒲松龄一生潦倒不堪，在官场黑暗的科举制度下，用犀利的笔，写下了《聊斋志异》;词人柳咏，潦倒于青楼之中，与歌妓为伍，不能不令人顿生怜悯;杜甫奔波坎坷，命途多蹇;李白怀才不遇，失意中以诗酒聊以自慰......大多是文人的悲哀。但我想，那是古代封建时代的杯具吧。

现代社会，文学在不断萎缩，不知道是商业引起的，还是由于政治引起的，或者是其他。章怡和老前辈说，当今艺术趋于消亡。每个人都心浮气躁，穷人，富人，甚至就连佛家清净之地，也或多或少的沾染了世俗的庸俗之气吧。

穷人在努力工作着，依旧只能养家糊口，能够供给子女上学，也就算是要烧香拜佛，谢天谢地了;富人有的富得流油 ，但大都为富不仁，冷漠，自私，贪婪，即便做慈善事业，也要为自己贴金，为自己的商业做 广告 。官场的水最深，深不可测，不可见底，云波诡谲。佛家清净之地，本该伴随青灯经书，宣扬佛法普照。但不少寺庙却为此敛财，不以为耻。

现在社会的名利观，是史无前例的。人的欲望，如同无底洞，欲壑难填。为了攫取金钱，不择手段，铤而走险，没有了道德基础的束缚。法律的效用只在于富人，并不怎么保护穷人的利益(并非笔者凭空捏造，报纸上的报道屡见不鲜)。前段时间播放的《孔子》，笔者不知道有有没有 教育 作用，但笔者窃以为，人心的净化，不是靠一部《孔子》就能够易如反掌解决的。世风日下，人心欺倒。

真正的知识份子，是不会屈服于权力的。古代许多有气节的文人身上都有的风骨，亦是习以为常的。士为知己者死!

但现今的文人，最注重的还是利益，明哲保身，向世俗权力低头，亦是习以为常的。毕竟文艺是为政治服务。文艺是粘附在政治这张“皮”上的毛。皮之不存，毛将焉附?在易中天老师《劝君免谈陈寅恪》一文中，道出了文人与学术研究者的困惑，尤其是学术研究者的无奈，写 文章 的意义的论述。

笔者亦疑惑何为锦绣文章?何为大作?以下摘录易中天老师《劝君免谈陈寅恪》一文：

所谓“权”，并不等于或只是政治权力，也包括学术权力。它可能是一种行政权力，也可能只是一种话语权力。比如能批给你一大笔科研经费，为你调查研究、收集资料大开方便之门，让你看到别人看不到的东西等等，运用的是行政权力;说一不二，一言九鼎，“说你行你就行，不行也行;说不行就不行，行也不行”，则是在运用话语权力了。话语权力也很厉害呢!它能决定一个人在学术界混得怎么样，能不能混出个名堂来，甚至混不混得下去，同样堪称“生杀予夺”。君不见，多少有着真才实学的人默默无闻，多少有着真知灼见的著作埋没不彰，而某些平庸之辈的平庸之作甚至狗屁不通的东西却被捧上了天，就因为后者掌握了话语权力而前者没有么!行政权力与职位有关，话语权力与地位有关，但在中国现行体制下，两者之间往往有一种说不清楚的瓜葛和猫腻。长期以来，中国的学术活动尤其是学术评价(评奖、评职称、批课题等等)，一直在行政化的体制下运作。而且，随着所谓“量化管理”的推行，学术的体制化还有愈演愈烈之势。体制是不由分说的。顺之者昌，逆之者亡。体制也是一视同仁的。无论谁和体制作对，哪怕脱离体制，都将一事无成，甚至连饭都没得吃。?

笔者知道现在才略有明白，自古文人不自由。但笔者又认为，现代社会应该不会重蹈先前的覆辙了吧。然，现实却令笔者不那么乐观。

笔者窃以为，当今考学历，考名牌大学，硕士，博士，博士后，两院院士，都有一个显而易见的目的，那就是学历就是敲门砖。当然，现在这种意义，毕竟减弱了不少。不过，人情世故，起了很犹为重要的作用。如果你不通世故，即便你有经天纬地之才，也说不定会被前仆后继的嫉妒者所菲薄，甚至将你“除”之而后快。

再是“朝廷有人好办事”，权力的诱惑力，不是以人的意志为转移。你有权，别人朝着你的权力尊重你，你没权，别人毫不留情的离开你。所谓人一走，茶就凉，哪管什么周详不周详!笔者想，就是这么个道理吧。

笔者但愿这些庸俗的影响文坛学术界的不成文的潜规则，能够在若干年后，消弭殆尽!

再说一说，古人的天命观。孔子云，不知天命不可以为君子。还有《周易》，《易经》，《推背图》，《烧饼歌》，《梅花诗......淳风，袁天罡的《推背图》据说屡验屡灵，后世帝王皆为之畏忌，也风闻统治者篡改里面的记载。至于刘伯温，笔者想，这应该是没得怀疑的吧。

现代社会是以民主，自由，博爱为主题的多元文化存在。不应该出现什么农村户口，城市户口那么悬虚的工资和福利待遇。《世界人权宣言》不是解说的很清楚么?城市人，农村人，都应该一视同仁。倘若区别对待，那不是背离了《世界人权宣言》吗?还有马克思先生的共产主义的理论么?中国毕竟加入了WTO,人类的普世价值，应该是通用的，不分国界的。因为我是农民，所以我不那么服气!

笔者水木生

写给前辈的一封信篇三

90后准程序员写给前辈们的一封信

作为一个即将步入社会的90后，一直有许多话想对前辈们说....

1.我们的时代?

我们的时代是什么?我觉得就是吃快餐长大的一代，想想70后的那一代程序员，他们那时候没什么网络，没太多的技术，书也没现在这么牛毛，他们有着扎实的基本功，他们玩起内存那叫一个帅，现在呢?生活大爆炸，信息大爆炸，我们这一代人，被太多的信息覆盖，盲目的学习，盲目的崇拜，看着什么都懂，但是又什么都不行，就像魔兽世界老一代的玩家形容我们，吃快餐长大的一代，就像我们这些从《熊猫人之谜》开始玩wow一样，我们也许不明白，当年的魔兽有多好玩，练一个号有多么难，又多么的有乐趣，什么叫副本，什么叫任务，今天的时代，各种所谓的技术，各种工具，各种几个月精通，就像随机副本一样，催肥了我们，也害了我们......

2.我崇拜的程序员

我最崇拜的有两种程序员，一种是把程序员当生活的，他们享受编程，喜欢开源，喜欢linux，喜欢python，用vim，Emacs，写博客，用邮件列表，画 思维导图 ,还经常写写打油诗，把自己比作武林高手，比作诗人，我就很希望自己将来能成为他们那样的人，还有一种程序员，只是用程序挣钱，比如我的一个老师，他的水平就很高，自己接C和c++的项目赚了不少钱，但是当我问起他，用vim还是Emacs，他说没听过，他只用VS，他也从来不写博客，不想把自己的东西贡献出来，他也说，他需要的许多软件都是拿钱都买不到的，开源的根本不能用，只是实现了皮毛，我也挺崇拜他的，我觉得这样的人很聪明，很会挣钱。

3.头痛的简历

简历上有两个最令我头痛的地方，一个是 毕业 院校，一个是项目经历，我上的是一个兰州的普通本科，兰州没什么软件公司，外地的又不来招牌，所以我前几天来到了西安，但是在外人眼里，我们兰州人都是骑骆驼上学的，所以在简历上写这种毕业院校，HR估计看都不会看的。

还有一个就是项目经历，我想说，我没有项目经历，但是我在大学并没有闲着，我是根据自己的 方法 ，去“修炼”，比如，我不看别人的一行代码，去实现贪吃蛇，俄罗斯方块这样的程序，我就开始想，我应该怎么写，我试着先去实现一个能画方格的程序，接着，再去实现一个能根据坐标，画出方格的程序，然后是一个蛇类，移动的算法，输入控制。。。就这样自己想办法一块块构建起来，没有看别人一行代码。之后，有一次，我在书上读到驱动测试编程，我真有种“蓦然回首，那人却在灯火阑珊处”的感觉，在自学了python后，我又试着用pygame来重写，或者用c++用MVC的方式重写贪吃蛇，或者把输入控制的键盘映射，改成可配置的文本文件，或者把控制模块和绘制模块，改成文本流传递消息，这些都是从《UNIX编程艺术》上学来的，在比如，我们上jsp课的时候，我就不明白动态网页的原理，我就开始“计算机考古”，开始看HTTP头，明白动态网页的原理，然后用CGI实现了一个老师布置的jsp作业，虽然被老师批评了，但是我觉得最起码学到了许多。像我们的《计算机图形学》课，老师居然教我们C在DOS下的画图，我觉得那太过时了，我就开始自学OPENGL，然后用WINAPI写一个窗口，把它粘进去，我还常常用像HGE，pygame，来实现一些老师布置的算法程序，把这些算法演示出来，比如蚁群算法，做出来就像游戏一样。我还把《机械迷城》中的几个过不去的迷宫游戏，自己用栈，实现了迷宫算法，或者干脆用pygame写一个自己玩。有一次我在想opengl是如何实现的，我就开始用2d的api写了个3d的程序(使用正交投影)，我还用思维导图解决问题，比如这篇博客就是先用思维导图画好的。我就用自己的方式，写了许多“玩具程序”，修炼自己,但是我真没有项目经历，我没有跟老师一起做项目，是因为，我不喜欢跟他们做，他们动不动就跟你讲什么挣钱，什么不挣钱，他们会告诉你，那些大老板，根本不懂程序，但是人家挣许多钱，他们也不愿意把代码写的漂亮，能运行挣钱就行，还都是拼音命名规则，我觉得大学本来就是培养自己兴趣的时候，我觉得我做到了，不过最近就再想，我所做的这些，是不是真的比不上那三个月的项目实习 经验 ?

4.大学的教育

说实话，我真的不喜欢老师们上课的方式，他们大多数就是在读ppt，要么有半节课在骂社会，一切跟程序有关的东西都变得枯燥，他们让背java继承public，protect，private的表，被const指针的各种搭配，在配上static，还背优先级，我觉得，就是应试教育的恶果，我从来都是“记用法，不记规则”的，因为规则这东西，又不是语言的设计者故意刁难你的，肯定自有用途，所以在我的笔记上有“const 引用，能让形参不被copy，提高效率”这句话，不会有“const引用，函数无法修改形参”这句话。

像《 操作系统 》这样的课程，老师天天讲理论，什么哲学家就餐，线程调度，全是在黑板上画，我为了学习操作系统，干脆就自己去学linux系统编程，用用那些api，我觉得这是学习操作系统最好的方式，而且，我觉得linux真的比windows适合学习，linux上有vim这样的编辑器，也有那么多的软件工具，还有man，有管道，等等，许多哲学，不像windows的sdk那么臃肿...

我们这个年纪的人，一开始就是windows，web邮箱，vs，有太多的东西没有经历过，我就喜欢去寻找“过时”的好东西，我把它称之为《计算机考古学》，做一个真正地程序员，了解来龙去脉。

我们学校就是为了大家好就业，给大家的方向都定的j2ee，而我就选择自己的方式，寻找自己的兴趣，我并不是那种浮躁什么都想学，我觉得大学，又不是研究生，也不是什么培训包就业班，本来就应该用自己的方式寻找自己的未来，而且，最后，我还是决定了自己的方向，那就是五个一，一个编辑器vim，一个过程语言c，一个动态语言python，一个无底洞语言c++，一个平台linux...

再有，就是设计模式这东西，不知道为什么，被说的那么神奇，然后大家盲目的崇拜，那些精通java企业级的，好像都要懂设计模式才行，我觉得，本科生就不应该学什么设计模式，能把oop学懂就不错了，oop可不仅仅就是封装，继承，多态这么简单，不管怎样，应该先学会把程序实现出来，许多人没写多少代码，没学懂oop，就开始设计模式。就像一个连与人交流的情商都没有的人去学习什么读心术，企图提高自己的情商，真是可怕，再说了，学了linux，看了《Unix编程艺术》，你可能连oop都不崇拜了...

大学，自己做了许多，也思考了许多，可惜参加了3个月培训的人已经月薪5000了，我来到这里投简历又没人看...

这就是我，一个没上过重点，没有实习经历的90后想说的，我还想说，我热爱程序，希望能找到一个属于自己的工作...

Q4: 最近在学习TSP问题的相关知识，我下载了一个蚁群算法解决的代码，但是这个数据文件我看不懂

EDGE_WEIGHT_TYPE : EUC_2D 二维欧氏距离

NODE_COORD_SECTION就是每个节点的信息，依次分别表示：节点编号，x轴坐标，y轴坐标

Q5: 蚁群算法JAVA版

说明：信息素权重，路径权重和信息素蒸发率对最后的结果影响很大，需要微调。

目前发现2 / 5 / 0.5 能达到稍微让人满意的效果。本程序离完美的ACO还差很远，仅供参考。

本蚁群算法为AS算法。

用法：

1.new一个对象

ACOforTSP tsp = new ACPforTSP(tsp数据文件名,迭代次数，蚂蚁数量，信息素权重，路径权重，信息素蒸发率）;

2.用go()方法运行

tsp.go();

ACOforTSP.java

___________________________________________________________________

import java.io.File;

import static java.lang.Math.pow;

import static java.lang.Math.sqrt;

import static java.lang.Math.random;

import java.util.HashMap;

import java.io.FileReader;

import java.io.BufferedReader;

/**

*

* @author dvdface

*/

public class ACOforTSP {

//城市的距离表

private double[][] distance;

//距离的倒数表

private double[][] heuristic;

//启发信息表

private double[][] pheromone;

//权重

private int alpha, beta;

//迭代的次数

private int iterationTimes;

//蚂蚁的数量

private int numbersOfAnt;

//蒸发率

private double rate;

ACOforTSP (String file, int iterationTimes, int numbersOfAnt, int alpha, int beta, double rate) {

//加载文件

this.initializeData(file);

//初始化参数

this.iterationTimes = iterationTimes;

//设置蚂蚁数量

this.numbersOfAnt = numbersOfAnt;

//设置权重

this.alpha = alpha;

this.beta = beta;

//设置蒸发率

this.rate = rate;

}

private void initializeData(String filename) {

//定义内部类

class City {

int no;

double x;

double y;

City(int no, double x, double y) {

this.no = no;

this.x = x;

this.y = y;

}

private double getDistance(City city) {

return sqrt(pow((x - city.x), 2) + pow((y - city.y), 2));

}

}

try {

//定义HashMap保存读取的坐标信息

HashMapInteger, City map = new HashMapInteger, City();

//读取文件

BufferedReader reader = new BufferedReader(new FileReader(new File(filename)));

for (String str = reader.readLine(); str != null; str = reader.readLine()) {

//将读到的信息保存入HashMap

if (str.matches("([0-9]+)(\\s*)([0-9]+)(.?)([0-9]*)(\\s*)([0-9]+)(.?)([0-9]*)")) {

String[] data = str.split("(\\s+)");

City city = new City(Integer.parseInt(data[0]),

Double.parseDouble(data[1]),

Double.parseDouble(data[2]));

map.put(city.no, city);

}

}

//分配距离矩阵存储空间

distance = new double[map.size() + 1][map.size() + 1];

//分配距离倒数矩阵存储空间

heuristic = new double[map.size() + 1][map.size() + 1];

//分配信息素矩阵存储空间

pheromone = new double[map.size() + 1][map.size() + 1];

for (int i = 1; i map.size() + 1; i++) {

for (int j = 1; j map.size() + 1; j++) {

//计算城市间的距离，并存入距离矩阵

distance[i][j] = map.get(i).getDistance(map.get(j));

//计算距离倒数，并存入距离倒数矩阵

heuristic[i][j] = 1 / distance[i][j];

//初始化信息素矩阵

pheromone[i][j] = 1;

}

}

} catch (Exception exception) {

System.out.println("初始化数据失败！");

}

}

class Ant {

//已访问城市列表

private boolean[] visited;

//访问顺序表

private int[] tour;

//已访问城市的个数

private int n;

//总的距离

private double total;

Ant() {

//给访问顺序表分配空间

tour = new int[distance.length+1];

//已存入城市数量为n，刚开始为0

n = 0;

//将起始城市1,放入访问结点顺序表第一项

tour[++n] = 1;

//给已访问城市结点分配空间

visited = new boolean[distance.length];

//第一个城市为出发城市，设置为已访问

visited[tour[n]] = true;

}

private int chooseCity() {

//用来random的随机数

double m = 0;

//获得当前所在的城市号放入j,如果和j相邻的城市没有被访问，那么加入m

for (int i = 1, j = tour[n]; i pheromone.length; i++) {

if (!visited[i]) {

m += pow(pheromone[j][i], alpha) * pow(heuristic[j][i], beta);

}

}

//保存随机到的数

double p = m * random();

//寻找被随机到的城市

double k = 0;

//保存找到的城市

int q = 0;

for (int i = 1, j = tour[n]; k p; i++) {

if (!visited[i]) {

k += pow(pheromone[j][i], alpha) * pow(heuristic[j][i], beta);

q = i;

}

}

return q;

}

private void constructSolution () {

while (n != (distance.length-1) ) {

//选取下一个城市

int p = chooseCity();

//计算总的距离

total += distance[tour[n]][p];

//将选取到的城市放入已访问列表

tour[++n] = p;

//将选取到的城市标记为已访问

visited[p] = true;

}

//回到起点

total += distance[tour[1]][tour[n]];

//将起点加入访问顺序表的最后

tour[++n] = tour[1];

}

private void releasePheromone() {

//释放信息素的大小

double t = 1/total;

//释放信息素

for (int i=1;itour.length-1;i++) {

pheromone[tour[i]][tour[i+1]] += t;

pheromone[tour[i+1]][tour[i]] += t;

}

}

}

public void go() {

//保存最好的路径和路径长度

double bestTotal = Double.MAX_VALUE;

int[] bestTour = new int[distance.length+1];

//新建蚂蚁数组，用来引用所创建的蚂蚁

Ant[] ant = new Ant[numbersOfAnt];

//进行iterationTimes次迭代

while (iterationTimes != 0) {

//初始化新的一批蚂蚁（这里用构造新的蚂蚁代替重置蚂蚁状态）

for (int i=0; inumbersOfAnt; i++) {

ant[i] = new Ant();

}

//进行一次迭代（即让所有的蚂蚁构建一条路径）

for (int i=0; inumbersOfAnt; i++) {

ant[i].constructSolution();

//如果蚂蚁构建的路径长度比上次最好的还好，那么保存这个长度和它所走的路径

if (ant[i].totalbestTotal) {

bestTotal = ant[i].total;

System.arraycopy(ant[i].tour, 1, bestTour, 1, bestTour.length-1);

}

}

//蒸发信息素

evaporatePheromone();

//释放信息素

for (int i=0; inumbersOfAnt; i++) {

ant[i].releasePheromone();

}

//报告本次迭代的信息

System.out.format("本次为倒数第%d次迭代,当前最优路径长度为%10.2f\n",iterationTimes,bestTotal);

//迭代总数减去1，进行下次迭代

iterationTimes--;

}

//输出最好的路径长度

System.out.format("得到的最优的路径长度为:%10.2f\n",bestTotal);

//输出最好的路径

System.out.println("最优路径如下：");

for (int i=1; ibestTour.length; i++) {

System.out.print("→"+bestTour[i]);

}

}

private void evaporatePheromone() {

for (int i = 1; i pheromone.length; i++)

for (int j = 1; j pheromone.length; j++) {

pheromone[i][j] *= 1-rate;

}

}

}

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