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发表于 2020-6-1 08:24
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问题:
$ {& x$ e* @" M, C" k8 U某公司指派n个员工到n个城市工作(每个城市单独一人),希望使所花费的总电话费用尽可能少。n个员工两两之间每个月通话的时间表示在下面的矩阵的上三角部分(因为通话的时间矩阵是对称的,没有必要写出下三角部分),n个城市两两之间通话费率表示在下面的矩阵的下三角部分(同样道理,因为通话的费率矩阵是对称的,没有必要写出上三角部分). 试求解该二次指派问题。 b- m$ J; l; A0 u7 F
0 5 3 7 9 3 9 2 9 0;$ k- k/ @/ t3 F% w: T8 R( {
7 0 7 8 3 2 3 3 5 7;
) s5 W& `; P5 {9 {: J4 8 0 9 3 5 3 3 9 3;) o# M, e) b% f/ j/ d# e0 ~4 x
6 2 10 0 8 4 1 8 0 4;
2 P- \$ Z9 |0 a9 A2 R' m* w& }, J8 6 4 6 0 8 8 7 5 9;" _' y7 F, j5 n+ R7 C2 O* M
8 5 4 6 6 0 4 8 0 3;! l* p e+ F; o9 t! g. p
8 6 7 9 4 3 0 7 9 5;
5 [( y* K3 [* d2 Q6 8 2 3 8 8 6 0 5 5;6 i; t$ e. i5 [8 m
6 3 6 2 8 3 7 8 0 5;9 K6 f2 q7 ?5 e2 r7 Z. ?
5 6 7 6 6 2 8 8 9 0;
! C& G' Y- J! K
, e; g& ^+ p$ @5 x- ?答案 :
5 ~3 J1 \/ L/ W工人2指派给城市1,工人7指派给城市2,工人4指派给城市3,工人9指派给城市4,工人8指派给城市5,工人5指派给城市6,工人6指派给城市7,工人3指派给城市8,工人1指派给城市9,工人10指派给城市10时,可取得最小费用每月1142.00元。
4 m) [: @( y9 ]. q7 S- }matlab源程序:
/ R; y8 c. M4 G( ?" t%遗传算法
/ @7 ?. c% i( ?# i! z%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%% W5 R1 y+ b W, m6 C& P, T: m" @
M=[0 5 3 7 9 3 9 2 9 0;
0 q; u5 z; R/ w* _( i$ x+ D 7 0 7 8 3 2 3 3 5 7;, c. n% ]$ x. \9 B8 u2 V/ X; r
4 8 0 9 3 5 3 3 9 3;9 [1 f# O- Y" T
6 2 10 0 8 4 1 8 0 4;, G8 z4 i4 a$ g: ~2 j
8 6 4 6 0 8 8 7 5 9;
2 }' ^2 N" Z3 B% j6 o7 |6 X4 [/ c 8 5 4 6 6 0 4 8 0 3;
, q, {; y* }3 f3 p Q 8 6 7 9 4 3 0 7 9 5;) Q; K3 q0 P9 B: v
6 8 2 3 8 8 6 0 5 5;
) a8 \- N0 p% M9 t5 w0 F6 C! l 6 3 6 2 8 3 7 8 0 5;% g2 h1 @" q1 z+ @1 g$ t
5 6 7 6 6 2 8 8 9 0;];
' A+ {$ x5 u, a% BM1=M; %员工间每月通话时间矩阵, l8 r; _& q& {, Y% z
for i=1:108 d6 O# d3 G5 J2 f( S
for j=i+1:10% T0 f+ p. d7 d. q% d9 F1 ]
M1(j,i)=M(i,j);
! E" _" k5 j4 _( T" T- r w end* U% v: s u% b5 K7 J1 r% d. [
end! |5 M) w7 b6 M- L* M) f
M2=M; %两地间通话费率矩阵
! [8 N8 ], y* O, @1 Rfor i=1:10
* h3 ~; U2 [/ T2 |: e5 k+ K for j=i+1:100 k7 A- r8 T- A: Y% f! D1 r
M2(i,j)=M(j,i);6 [' x/ q4 l3 D7 n
end$ J$ E4 h. x! V5 ^3 u: n
end4 ^7 d: M) F+ T" T8 F, H
%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%7 F1 p4 A' @9 m5 N1 t
%初始化种群9 ]8 I. K$ t ^3 n
num=10; %种群数量
4 U l% P$ Z: }2 s' B Q# kcode=10; %染色体长9 ^1 w9 A+ |/ B/ W0 V0 ]( F x9 Y
dai=100; %遗传代数2 H$ N1 N( W+ D$ ]
inter=0.8; %交叉率
9 L8 X1 W; V* l, ?, J- s8 I nbyl=0.8;
5 T) }+ I2 K! Z3 l: y. P%A=randperm(num*code);
- E; l$ G8 x9 Wfor i=1:num
% P, b7 V9 x0 ^7 [3 v V(i,:)=randperm(10);
3 E+ |0 z" A% }$ tend e* j& I' t# ^0 i6 b2 v
%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%3 }5 W* N+ _8 D9 i
for gen=1:dai1 V, I# o# B. ?
) ]3 [* W) q1 z! V' x o
%评估8 k) q4 u# |- {$ k6 V
[num1,lin]=size(V);) N0 B( d3 Z: G; u7 b5 }
eval=zeros(num1,1);
1 X9 O5 u6 c- _ for i=1:num1
, F& e; k! \7 j; c$ z( r for j=1:code-18 i' O' K9 v+ O* h% {
for k=j+1:code
, t! U6 U& h I$ y! s2 x4 E: R$ b eval(i)=M1(V(i,j),V(i,k))*M2(j,k)+eval(i);
2 F( C" e' S4 e* x4 J9 u end1 C. J z* a, b/ Y8 w
end
9 s5 }; G K+ o8 E, x6 c W7 ` end
2 @3 V0 R" u$ E' o* l) K %%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%6 j9 T. u9 |! `+ w+ `' q
%选择" U6 W8 z6 j' K2 u
[eval1,ind]=sort(eval);7 M6 H8 K/ t& S# P' Y, q0 z! @
V1=V;1 f5 y; E v$ a+ H+ o" \
V=zeros(num,code);
) x. s5 w. H# u. Q& z- Q8 S. [- R for i=1:num
- Y. i6 t+ o! G V(i,:)=V1(ind(i),:);- j( y/ z6 V. w6 k& C. \2 t8 B; q3 ^
end* z* t) V2 @1 |' e6 G3 q: X
%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%7 V! {9 l# @. ]7 ^: {3 ]
2 G* c& n2 b9 G %交叉9 O( P5 d3 T5 i
V1=V;: \6 t5 c1 k( h* k
panduan=rand(fix(num),1); %判断是否进行交叉
6 F' t3 w! E- v6 _* t/ T for i=1:fix(num);
$ D! |; `0 y4 \6 _) X if panduan(i)<inter %在交叉概率内进行交叉' e# f9 p$ \0 R7 H+ O
V2=zeros(1,code); %记录交叉后的染色体
% _) p- N4 Q! z+ | h=randperm(num); %随机取两个做交叉h(1)h(2)6 h, V0 b2 L4 j& w2 g8 |
a=zeros(code,1); %记录未使用的位置
8 H* |7 C. p9 ~0 R* v, y b=zeros(code,1); %记录未使用的数字9 o6 O% V7 k" H% L0 K8 J8 ~
%在双亲中随机选择基因
; X! B: @7 ~% @! x$ f for i=1:code
& M- ]: U3 ?; _9 i# Q: P h2=randperm(2); %在双亲中随机选择
" k( V! `( Q3 T" n9 Q if b(V1(h(h2(1)),i))==0
# v5 u8 _- H. C: ` V2(i)=V1(h(h2(1)),i); b(V1(h(h2(1)),i))=1; a(i)=1;
, k( ], F/ i$ L8 }9 p! g end/ |' ^# y( n3 d3 `+ T
end
) c. i' x1 }# B4 T$ r6 ?2 y6 J. j! {0 p3 p; f" o1 c3 l# _# `5 W* l7 G
%随机分配未使用数字和位置: H' ~- o/ H. i" ^3 B
h1=randperm(code); %记录未使用的数字6 a- e- t( x9 x& K e
for i=1:code
1 m( T5 u/ A; }3 T( d t$ C for j=1:code- e, r2 O' V( P( C0 v+ E
if b(i)==1&&h1(j)==i% ^) k: s- N% n5 ^
h1(j)=0;break+ j) l$ W. b( D8 G
end
. m' ]4 V3 }3 b/ i. {- j8 i end2 s3 f) T( l4 q
end8 a+ C+ r- H+ P9 L& v: u
7 D/ Q6 E2 \' m9 U$ j, h for i=1:code
5 ~ j) Q; }% D) z if V2(i)==0
1 m+ Z2 C3 ^: ] for j=1:code
B4 y2 ] e! u8 N- P( l% V if h1(j)~=0$ Z6 c' X0 Y4 T1 {1 w3 o. L
V2(i)=h1(j);h1(j)=0;break
$ t& x3 A `; ?2 L, y) B end
& i$ T4 ?/ [& r# K7 S( s& z end* r! U% c6 M+ C; ~$ f9 @
end5 L% w- x6 T" C7 f, F4 P
end
! r1 s4 J9 \/ w4 J9 { V=[V;V2];
" L. L) U. f1 O! z end' x' K. @" z: X8 `
end
) z! H! b9 D) \! j- C) K+ K" @0 }1 s7 v4 S: g
%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%
" V+ o4 A, w9 r( h( T. S) f %变异
5 T5 V, T, D6 p0 q V1=V;
; D( t& D. d- s7 z G [num1,lin]=size(V);
0 A$ Y! d: \9 b7 \$ g3 r; b x3=rand(num1,1);1 Q! S+ | `' E n
for i=num1
3 F6 \6 `% D* X2 v: ]# C$ `5 D if x3(i)<byl %变异率/ B* ^) V7 C! k) @
h2=randperm(code);; R! L+ W5 |$ J# N( V+ S! F
V(i,h2(1))=V1(i,h2(2));
( J0 S- R( `" w6 ]. P; Y V(i,h2(2))=V1(i,h2(1));+ ^7 m; w5 u* B, X- i$ w' D2 C7 ^/ i
end
3 d- [5 b6 F" Z2 J7 ?) C: m end
, @: f- D! P& O* nend
' P, g/ E* J# |%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%# A0 I' G$ q# I! X+ h+ ~! B
8 s, q: {. G% v( z. n8 O5 M6 U%对最终种群进行评估
( {8 V6 K. c) I' b" {/ e( f" `! U[num1,lin]=size(V);. X* x) Q( K+ \3 x1 \# Q6 R" e$ d( w
eval=zeros(num1,1);
% t3 |2 S6 r% ~/ h W1 h: \for i=1:num1- L G& C$ k5 F" e' J, K6 ~
for j=1:code-1; Q3 i5 X; S' L( O
for k=j+1:code
?8 K! p. H* N9 v eval(i)=M1(V(i,j),V(i,k))*M2(j,k)+eval(i);" J: G W( v4 o$ _
end
( b9 Y$ H% k) p8 z( F end
8 K- M6 U7 z; ]$ \+ R% nend! L( A6 f" p5 E% O: ^
' H1 i$ s- r/ P3 G" R; `: l
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