如何用python代码用Haversine公式计算多个经纬度点之间的距离,且给出最优路径可以一次性走完可重复走,给出运行的路径,给出运行路径距离-高性能服务器开发

如何用python代码用Haversine公式计算多个经纬度点之间的距离,且给出最优路径可以一次性走完可重复走,给出运行的路径,给出运行路径距离

要使用Python代码计算多个经纬度点之间的距离,并找出可以重复走的最优路径,你可以使用旅行商问题(TSP)的解决方法和动态规划算法。以下是一个示例代码:

import math
from itertools import permutations

# Haversine公式计算两个经纬度点之间的距离
def calculate_distance(lat1, lon1, lat2, lon2):
    R = 6371  # 地球半径,单位为公里

    dlat = math.radians(lat2 - lat1)
    dlon = math.radians(lon2 - lon1)

    a = (math.sin(dlat / 2) ** 2) + (math.cos(math.radians(lat1)) * math.cos(math.radians(lat2)) * (math.sin(dlon / 2) ** 2))
    c = 2 * math.atan2(math.sqrt(a), math.sqrt(1 - a))

    distance = R * c
    return distance

# 计算多个经纬度点之间的总距离
def calculate_total_distance(points):
    total_distance = 0.0
    
    for i in range(len(points)-1):
        lat1, lon1 = points[i]
        lat2, lon2 = points[i+1]
        distance = calculate_distance(lat1, lon1, lat2, lon2)
        total_distance += distance
    
    return total_distance

# 找出最优路径(旅行商问题,动态规划)
def find_optimal_path(points):
    n = len(points)
    
    # 初始化二维数组distances和path
    distances = [[float('inf')] * n for _ in range(2 ** n)]
    path = [[-1] * n for _ in range(2 ** n)]
    
    # 计算起点到每个点的距离
    for i in range(n):
        distances[1 << i][i] = calculate_distance(points[0][0], points[0][1], points[i][0], points[i][1])
    
    # 动态规划计算最优路径和距离
    for mask in range(1, 2 ** n):
        for j in range(n):
            if mask & (1 << j) == 0:
                continue
            prev_mask = mask ^ (1 << j)
            for k in range(n):
                if prev_mask & (1 << k) == 0:
                    continue
                distance = distances[prev_mask][k] + calculate_distance(points[k][0], points[k][1], points[j][0], points[j][1])
                if distance < distances[mask][j]:
                    distances[mask][j] = distance
                    path[mask][j] = k
    
    # 构建最优路径
    optimal_path = []
    curr_mask = (2 ** n) - 1
    last_city = 0
    
    while True:
        optimal_path.append(last_city)
        next_city = path[curr_mask][last_city]
        
        if next_city is None:
            break
        
        curr_mask ^= (1 << last_city)
        last_city = next_city
    
    optimal_path.append(0)  # 添加终点
    
    total_distance = calculate_total_distance([points[i] for i in optimal_path])  # 计算总距离
    
    return [points[i] for i in optimal_path], total_distance

# 示例使用:
points = [
    (37.7749, -122.4194),   # 起点
    (34.0522, -118.2437),
    (41.8781, -87.6298),
    (40.7128, -74.0060),    # 终点
]

optimal_path, total_distance= find_optimal_path(points)

print("最优路径:", optimal_path)
print("总距离:", total_distance)

在示例中,我们首先定义了calculate_distance函数来计算两个经纬度点之间的距离。然后,我们使用动态规划方法解决旅行商问题,并找到可以重复走的最优路径。

输入的经纬度点保存在points列表中,其中第一个元素为起点,最后一个元素为终点。输出将给出一条可以重复走的最优路径以及该路径的总距离。

你可以根据自己实际需求修改和扩展该代码,例如添加更多地点、调整输入格式等。


内容由零声教学AI助手提供,问题来源于学员提问

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