蚁群算法(Ant Colony Optimization, ACO)
简介
蚁群算法(Ant Colony Optimization, ACO)是一种基于自然启发的优化算法,由意大利学者马可·多里戈(Marco Dorigo)在1992年首次提出。它受自然界中蚂蚁觅食行为的启发,用于解决离散优化问题。
在自然界中,蚂蚁通过释放和追踪一种化学物质(即信息素)找到最短路径。蚁群算法通过模拟这种信息素的机制,在优化问题中迭代寻找近似最优解。
代码说明
距离矩阵:distance_matrix 是问题的输入,表示城市之间的距离。
信息素更新:信息素会随时间蒸发,并根据路径长度进行强化。
路径构建:每只蚂蚁根据概率选择下一步的城市,概率由信息素和启发式因子共同决定。
运行结果:输出最佳路径和对应路径长度。

代码
import numpy as npclass AntColony:def __init__(self, distance_matrix, n_ants, n_iterations, alpha=1, beta=2, evaporation_rate=0.5, Q=100):self.distance_matrix = distance_matrixself.n_ants = n_antsself.n_iterations = n_iterationsself.alpha = alpha # 控制信息素重要程度self.beta = beta # 控制启发式因子的权重self.evaporation_rate = evaporation_rateself.Q = Q # 信息素强度常数self.num_cities = distance_matrix.shape[0]self.pheromone_matrix = np.ones((self.num_cities, self.num_cities)) # 初始信息素矩阵def _initialize_ants(self):return [np.random.permutation(self.num_cities) for _ in range(self.n_ants)]def _calculate_path_length(self, path):return sum(self.distance_matrix[path[i], path[(i + 1) % len(path)]] for i in range(len(path)))def _update_pheromones(self, all_paths, all_lengths):self.pheromone_matrix *= (1 - self.evaporation_rate) # 信息素蒸发for path, length in zip(all_paths, all_lengths):for i in range(len(path)):start, end = path[i], path[(i + 1) % len(path)]self.pheromone_matrix[start, end] += self.Q / length # 信息素更新def _choose_next_city(self, current_city, visited):probabilities = []for city in range(self.num_cities):if city not in visited:pheromone = self.pheromone_matrix[current_city, city] ** self.alphavisibility = (1 / self.distance_matrix[current_city, city]) ** self.betaprobabilities.append(pheromone * visibility)else:probabilities.append(0)probabilities = probabilities / np.sum(probabilities)return np.random.choice(range(self.num_cities), p=probabilities)def _construct_solution(self, ant):path = [ant]visited = set(path)for _ in range(self.num_cities - 1):next_city = self._choose_next_city(path[-1], visited)path.append(next_city)visited.add(next_city)return pathdef run(self):best_path = Nonebest_length = float('inf')for iteration in range(self.n_iterations):all_paths = []all_lengths = []for ant in range(self.n_ants):start_city = np.random.randint(self.num_cities)path = self._construct_solution(start_city)length = self._calculate_path_length(path)all_paths.append(path)all_lengths.append(length)if length < best_length:best_path = pathbest_length = lengthself._update_pheromones(all_paths, all_lengths)print(f"Iteration {iteration + 1}: Best length = {best_length}")return best_path, best_length# 示例距离矩阵
distance_matrix = np.array([[0, 2, 2, 5, 7],[2, 0, 4, 8, 2],[2, 4, 0, 1, 3],[5, 8, 1, 0, 2],[7, 2, 3, 2, 0]
])# 创建蚁群算法实例
ant_colony = AntColony(distance_matrix, n_ants=10, n_iterations=100, alpha=1, beta=2, evaporation_rate=0.5, Q=100)# 运行算法
best_path, best_length = ant_colony.run()print("Best path:", best_path)
print("Best length:", best_length)相关文章:
蚁群算法(Ant Colony Optimization, ACO)
简介 蚁群算法(Ant Colony Optimization, ACO)是一种基于自然启发的优化算法,由意大利学者马可多里戈(Marco Dorigo)在1992年首次提出。它受自然界中蚂蚁觅食行为的启发,用于解决离散优化问题。 在自然界…...
使用IDEA构建springboot项目+整合Mybatis
目录 目录 1.Springboot简介 2.SpringBoot的工作流程 3.SpringBoot框架的搭建和配置 4.用Springboot实现一个基本的select操作 5.SpringBoot项目部署非常简单,springBoot内嵌了 Tomcat、Jetty、Undertow 三种容器,其默认嵌入的容器是 Tomcat,…...
苹果系统中利用活动监视器来终止进程
前言 苹果系统使用的时候总是感觉不太顺手。特别是转圈的彩虹球出现的时候,就非常令人恼火。如何找到一个像Windows那样任务管理器来终止掉进程呢? 解决办法 Commandspace 弹出搜索框吗,如下图: 输入“活动”进行搜索ÿ…...
宝塔安装雷池网站防护
提示:文章写完后,目录可以自动生成,如何生成可参考右边的帮助文档 文章目录 前言一、 加载镜像二、使用步骤三、如果启动不成三、 启动成功以后三、 进入雷池不知道密码 前言 提示:这里可以添加本文要记录的大概内容:…...
JavaScript完整原型链
在 JavaScript 中,每个函数都有一个prototype属性,这个属性是一个对象。当通过一个构造函数创建一个新的对象时,这个新对象会自动拥有一个内部属性[[Prototype]](在一些浏览器中可以通过__proto__访问,不过这是一个非标…...
Vue 内置组件 keep-alive 中 LRU 缓存淘汰策略和实现
LRU(Least Recently Used,最近最少使用)是通过记录缓存项的访问顺序来决定淘汰的策略:当缓存满时,移除最久未被使用的项。 核心概念: 缓存存储:使用 Map 存储键值对,用于快速访问缓…...
李宏毅机器学习课程知识点摘要(14-18集)
线性回归,逻辑回归(线性回归sigmoid),神经网络 linear regression , logistic regression , neutral network 里面的偏导的相量有几百万维,这就是neutral network的不同,他是…...
《AI大模型开发笔记》Faster-Whisper 免费开源的高性能语音识别模型
1 Whisper模型,免费开源的语音识别模型 Whisper模型是OpenAI公开的语音识别模型。这是一个免费可商用的模型。 Whisper模型根据参数量来区分,有多个不同的版本,分别是tiny,base,small medium,large&#x…...
蓝队基础,网络七杀伤链详解
声明! 学习视频来自B站up主 泷羽sec 有兴趣的师傅可以关注一下,如涉及侵权马上删除文章,笔记只是方便各位师傅的学习和探讨,文章所提到的网站以及内容,只做学习交流,其他均与本人以及泷羽sec团队无关&#…...
golang开发一个海盗王的登录更新器
前段时间,用golang配合界面库govcl开发一个海盗王的登陆更新器,实现多区注册和文件更新分离不同服务器等新功能。 由于govcl没有更换皮肤的功能,界面都是默认,不好看。 找了很多go语言的gui库,都没有符合要求的。 后来…...
李宏毅机器学习课程知识点摘要(6-13集)
pytorch简单的语法和结构 dataset就是数据集,dataloader就是分装好一堆一堆的 他们都是torch.utils.data里面常用的函数,已经封装好了 下面的步骤是把数据集读进来 这里是读进来之后,进行处理 声音信号,黑白照片,红…...
003 STM32基础、架构以及资料介绍——常识
注: 本笔记参考学习B站官方视频教程,免费公开交流,切莫商用。内容可能有误,具体以官方为准,也欢迎大家指出问题所在。 01什么是STM32(宏观) STM32属于一个微控制器,自带了各种常用通…...
【大语言模型】ACL2024论文-20 SCIMON:面向新颖性的科学启示机器优化
【大语言模型】ACL2024论文-20 SCIMON:面向新颖性的科学启示机器优化 目录 文章目录 【大语言模型】ACL2024论文-20 SCIMON:面向新颖性的科学启示机器优化目录摘要研究背景问题与挑战如何解决创新点算法模型实验效果推荐阅读指数:★★★★☆ …...
开源可视化工具对比:JimuReport VS DataEase
在当今数据驱动的时代,高效的数据可视化工具成为企业洞察业务、做出决策的关键利器。那对于企业来讲如何选择BI产品呢? 在开源可视化工具的领域中,JimuReport和DataEase 以其独特的优势脱颖而出,究竟谁更胜一筹呢?让我…...
2024年亚太地区数学建模大赛A题-复杂场景下水下图像增强技术的研究
复杂场景下水下图像增强技术的研究 对于海洋勘探来说,清晰、高质量的水下图像是深海地形测量和海底资源调查的关键。然而,在复杂的水下环境中,由于光在水中传播过程中的吸收、散射等现象,导致图像质量下降,导致模糊、…...
shell与QQ邮箱的连接
1.下载软件:yum install s-nail 2.配置文件:vim /etc/s-nail.rc 末尾添加此三行,加入QQ邮箱和验证码 3.验证码位于QQ邮箱安全管理内,进行复制粘贴 4.测试发消息给本地邮箱:echo "要发送的内容" | mail …...
11.21 深度学习-tensor常见操作
import torch from PIL import Image from torchvision import transforms # 获取元素值 tensor.item() 返回一个数值 只能是tensor里面有一个数字的 # 我们可以把单个元素tensor转换为Python数值,这是非常常用的操作 # tensor 里面超过了1个数字就不行 def g…...
【MySQL课程学习】:MySQL安装,MySQL如何登录和退出?MySQL的简单配置
🎁个人主页:我们的五年 🔍系列专栏:MySQL课程学习 🌷追光的人,终会万丈光芒 🎉欢迎大家点赞👍评论📝收藏⭐文章 目录 MySQL在Centos 7环境下的安装: 卸载…...
基于官网的Vue-router安装(2024/11)
!!!首先声明,官网很重要。其次,不知道为啥,我不会安装时看不懂官网,会了之后就能看懂了。 官网地址:https://router.vuejs.org/zh/guide/ 1.npm安装 npm install vue-router4 官方貌…...
未来已来:少儿编程竞赛聚焦物联网,激发创新潜力
随着人工智能与物联网技术(IoT)的快速发展,少儿编程教育正在迎来新的变革浪潮。近年来,各类少儿编程竞赛纷纷增加了物联网相关主题,要求学生结合编程知识和硬件设备设计智能家居、智慧城市等创新项目。这一趋势不仅丰富…...
Java 8 Stream API 入门到实践详解
一、告别 for 循环! 传统痛点: Java 8 之前,集合操作离不开冗长的 for 循环和匿名类。例如,过滤列表中的偶数: List<Integer> list Arrays.asList(1, 2, 3, 4, 5); List<Integer> evens new ArrayList…...
【快手拥抱开源】通过快手团队开源的 KwaiCoder-AutoThink-preview 解锁大语言模型的潜力
引言: 在人工智能快速发展的浪潮中,快手Kwaipilot团队推出的 KwaiCoder-AutoThink-preview 具有里程碑意义——这是首个公开的AutoThink大语言模型(LLM)。该模型代表着该领域的重大突破,通过独特方式融合思考与非思考…...
如何在最短时间内提升打ctf(web)的水平?
刚刚刷完2遍 bugku 的 web 题,前来答题。 每个人对刷题理解是不同,有的人是看了writeup就等于刷了,有的人是收藏了writeup就等于刷了,有的人是跟着writeup做了一遍就等于刷了,还有的人是独立思考做了一遍就等于刷了。…...
Java + Spring Boot + Mybatis 实现批量插入
在 Java 中使用 Spring Boot 和 MyBatis 实现批量插入可以通过以下步骤完成。这里提供两种常用方法:使用 MyBatis 的 <foreach> 标签和批处理模式(ExecutorType.BATCH)。 方法一:使用 XML 的 <foreach> 标签ÿ…...
PostgreSQL——环境搭建
一、Linux # 安装 PostgreSQL 15 仓库 sudo dnf install -y https://download.postgresql.org/pub/repos/yum/reporpms/EL-$(rpm -E %{rhel})-x86_64/pgdg-redhat-repo-latest.noarch.rpm# 安装之前先确认是否已经存在PostgreSQL rpm -qa | grep postgres# 如果存在࿰…...
uniapp 小程序 学习(一)
利用Hbuilder 创建项目 运行到内置浏览器看效果 下载微信小程序 安装到Hbuilder 下载地址 :开发者工具默认安装 设置服务端口号 在Hbuilder中设置微信小程序 配置 找到运行设置,将微信开发者工具放入到Hbuilder中, 打开后出现 如下 bug 解…...
Matlab实现任意伪彩色图像可视化显示
Matlab实现任意伪彩色图像可视化显示 1、灰度原始图像2、RGB彩色原始图像 在科研研究中,如何展示好看的实验结果图像非常重要!!! 1、灰度原始图像 灰度图像每个像素点只有一个数值,代表该点的亮度(或…...
【java面试】微服务篇
【java面试】微服务篇 一、总体框架二、Springcloud(一)Springcloud五大组件(二)服务注册和发现1、Eureka2、Nacos (三)负载均衡1、Ribbon负载均衡流程2、Ribbon负载均衡策略3、自定义负载均衡策略4、总结 …...
SQL进阶之旅 Day 22:批处理与游标优化
【SQL进阶之旅 Day 22】批处理与游标优化 文章简述(300字左右) 在数据库开发中,面对大量数据的处理任务时,单条SQL语句往往无法满足性能需求。本篇文章聚焦“批处理与游标优化”,深入探讨如何通过批量操作和游标技术提…...
NineData数据库DevOps功能全面支持百度智能云向量数据库 VectorDB,助力企业 AI 应用高效落地
NineData 的数据库 DevOps 解决方案已完成对百度智能云向量数据库 VectorDB 的全链路适配,成为国内首批提供 VectorDB 原生操作能力的服务商。此次合作聚焦 AI 开发核心场景,通过标准化 SQL 工作台与细粒度权限管控两大能力,助力企业安全高效…...
