基于粒子群算法PSO、帝国殖民算法ICA 和萤火虫算法 FA 求解最小生成树附matlab代码

简介: 基于粒子群算法PSO、帝国殖民算法ICA 和萤火虫算法 FA 求解最小生成树附matlab代码

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⛄ 内容介绍

  何为:连通且不含圈的图称为树。

  图T=(V,E),|V|=n,|E|=m,下列关于树的说法等价:

  1. T是一个树。
  2. T无圈,且m=n-1。
  3. T连通,且m=n-1。
  4. T无圈,但每加一新边记得到唯一一个圈。
  5. T连通,但任舍去一边就不连通。
  6. T中任意两点,有唯一道路相连。

 

  何为生成树:若图G=(V,E)的生成子图是一棵树,则称该树为图G的生成树,也称支撑树,简称为图G的数。图G中属于生成树的边称为数枝(Branch)。

  何为最小生成树:连通图G=(V,E),每条边上有非负权L(e)。一棵树上所有树枝权的总和,称为这个生成树的权。具有最小权的生成树称为最小生成树,也就是说最小支撑树,简称最小树。

  私以为,两种算法其实都是贪心,所以需要严格的证明。由于最近时间零散、数学久置未学、对算法领域没有系统了解。所以不进行深入探讨(也就是说证明),仅以一个简单实例做一个入门级的了解。

  Prim算法:

  给定连通赋权图G=(V,E,W),其中W为邻接矩阵,设两个集合P和Q,其中P用于存放G的最小生成树中的节点,集合Q存放G的最小G的最小生成树中的边。另集合P的初值为P={v1}(假设构造最小生成树时从v1出发),集合Q的初值为P={空集}。

  (1)P = {v1},Q = {空集};

  (2)while P ~= Q

    找到最小边pv,其中p∈P,v∈V-P;

    P = P + {v};

    Q = Q + {pv};

    end

  Kruskal算法

  (1)选e1∈E(G),使得w(e1) = min(选e1的权值最小)。

  (2)e1,e2,...,ei已选好,则从E(G)-{e1,e2,...,ei}中选取ei+1,使得G[{e1,e2,...,ei,ei+1}]中无圈,且,w(ei+1) = min。

  (3)直到选得en-1为止。

  以下是问题:

一个乡有9个自然村,其间道路及各道路长度如图所示,各边上数字代表距离。问如何架设电线最短。

  

⛄ 部分代码

clc

clear all

close all


Choices = {'Particle Swarm Optimization', 'Firefly Algorithm', 'Imperialist Competitive Algorithm'};


ANSWER = questdlg('Select the algorithm:', ...

                 'Minimum Spanning Tree', ...

                 Choices{1}, Choices{2}, Choices{3}, ...

                 Choices{1});


if strcmpi(ANSWER, Choices{1})

   pso;

   return;

end


if strcmpi(ANSWER, Choices{2})

   fa;

   return;

end


if strcmpi(ANSWER, Choices{3})

   ica;

   return;

end

⛄ 运行结果

⛄ 参考文献


⛄ 完整代码

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