数学建模——层次分析法Python代码_层次分析法的python代码

数学建模——层次分析法Python代码

import numpy as np
class AHP:
“”"
相关信息的传入和准备
“”"

def __init__(self, array):
    ## 记录矩阵相关信息
    self.array = array
    ## 记录矩阵大小
    self.n = array.shape[0]
    # 初始化RI值，用于一致性检验
    self.RI_list = [0, 0, 0.52, 0.89, 1.12, 1.26, 1.36, 1.41, 1.46, 1.49, 1.52, 1.54, 1.56, 1.58,
                    1.59]
    # 矩阵的特征值和特征向量
    self.eig_val, self.eig_vector = np.linalg.eig(self.array)
    # 矩阵的最大特征值
    self.max_eig_val = np.max(self.eig_val)
    # 矩阵最大特征值对应的特征向量
    self.max_eig_vector = self.eig_vector[:, np.argmax(self.eig_val)].real
    # 矩阵的一致性指标CI
    self.CI_val = (self.max_eig_val - self.n) / (self.n - 1)
    # 矩阵的一致性比例CR
    self.CR_val = self.CI_val / (self.RI_list[self.n - 1])

"""
一致性判断
"""

def test_consist(self):
    # 打印矩阵的一致性指标CI和一致性比例CR
    print("判断矩阵的CI值为：" + str(self.CI_val))
    print("判断矩阵的CR值为：" + str(self.CR_val))
    # 进行一致性检验判断
    if self.n == 2:  # 当只有两个子因素的情况
        print("仅包含两个子因素，不存在一致性问题")
    else:
        if self.CR_val < 0.1:  # CR值小于0.1，可以通过一致性检验
            print("判断矩阵的CR值为" + str(self.CR_val) + ",通过一致性检验")
            return True
        else:  # CR值大于0.1, 一致性检验不通过
            print("判断矩阵的CR值为" + str(self.CR_val) + "未通过一致性检验")
            return False

"""
算术平均法求权重
"""

def cal_weight_by_arithmetic_method(self):
    # 求矩阵的每列的和
    col_sum = np.sum(self.array, axis=0)
    # 将判断矩阵按照列归一化
    array_normed = self.array / col_sum
    # 计算权重向量
    array_weight = np.sum(array_normed, axis=1) / self.n
    # 打印权重向量
    print("算术平均法计算得到的权重向量为：\n", array_weight)
    # 返回权重向量的值
    return array_weight

"""
几何平均法求权重
"""

def cal_weight__by_geometric_method(self):
    # 求矩阵的每列的积
    col_product = np.product(self.array, axis=0)
    # 将得到的积向量的每个分量进行开n次方
    array_power = np.power(col_product, 1 / self.n)
    # 将列向量归一化
    array_weight = array_power / np.sum(array_power)
    # 打印权重向量
    print("几何平均法计算得到的权重向量为：\n", array_weight)
    # 返回权重向量的值
    return array_weight

"""
特征值法求权重
"""

def cal_weight__by_eigenvalue_method(self):
    # 将矩阵最大特征值对应的特征向量进行归一化处理就得到了权重
    array_weight = self.max_eig_vector / np.sum(self.max_eig_vector)
    # 打印权重向量
    print("特征值法计算得到的权重向量为：\n", array_weight)
    # 返回权重向量的值
    return array_weight
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if name == “main”:
# 给出判断矩阵
b = np.array([[1, 1 / 3, 1 / 8], [3, 1, 1 / 3], [8, 3, 1]])

# 算术平均法求权重
weight1 = AHP(b).cal_weight_by_arithmetic_method()
# 几何平均法求权重
weight2 = AHP(b).cal_weight__by_geometric_method()
# 特征值法求权重
weight3 = AHP(b).cal_weight__by_eigenvalue_method()
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