matlablingo程序代码3背包问题遗传算法

matlablingo程序代码3背包问题遗传算法
matlablingo程序代码3背包问题遗传算法

背包问题---遗传算法解决

function Population1=GA_copy(Population,p,w0,w)

%复制算子

%Population为种群

n=length(Population(:,1));

fvalue=zeros(1,n);

for i=1:n

fvalue(i)=GA_beibao_fitnessvalue(Population(i,:),p,w0,w);

end

fval=fvalue/sum(fvalue);

F(1)=0;

for j=1:n

F(j+1)=0;

for k=1:j

F(j+1)=F(j+1)+fval(k);

end

end

for i=1:n

test=rand;

for j=1:n

if((test>=F(j))&&(test

Population1(i,:)=Population(j,:);

end

end

end

function Population1=GA_exchange(Population,pc) %遗传算法交换算子

%pc为交换概率

Population1=Population;

POP=[];

n=length(Population(:,1));

%k=floor(n*pc); %用于交换的染色体数目

%采用单点交换算子

j=1;

l=length(Population(1,:));

for i=1:n

test(i)=rand;

if test(i)

for z=1:l

POP(j,z)=Population(i,z);

end

POP(j,l+1)=i;

p(j)=randint(1,1,[1 l-1]);

j=j+1;

end

end

k0=j-1;

k=floor(k0/2);

if k>=1

for m=1:k

for t=p(2*m-1)+1:l

s=POP(2*m-1,t);

POP(2*m-1,t)=POP(2*m,t);

POP(2*m,t)=s;

end

end

for m=1:k0

for i=1:l

Population1(POP(m,l+1),i)=POP(m,i);

end

end

end

function fitnessvalue=GA_fitnessvalue(x,p,w0,w) %使用惩罚法计算适应度值

%x为染色体

%p为背包问题中每个被选物体的价值

%w0为背包问题中背包总容积

%w为背包问题中每个被选物品的容积

l=length(x);

for i=1:l

a(i)=p(i)、*x(i);

end

f=sum(a);

b=min(w0,abs(sum(w)-w0));

for i=1:l

wx(i)=w(i)、*x(i);

end

if abs(sum(wx)-w0)>b*0、99

p=0、99;

else

p=abs(sum(wx)-w0)/b;

end

fitnessvalue=f*(1-p)*(1-p)*(1-p);

function Population=GA_Initial(n,P)

%n为染色体长度,即所供选择的物品总数

%P为初始种群大小

for i=1:P

for j=1:n

temp=rands(1,1);

if temp>0

Population(i,j)=1;

else

Population(i,j)=0;

end

end

end

function Population1=GA_tubian(Population,pe_tubian) %遗传算法突变算子

%pe为突变概率

Population1=Population;

n=length(Population(:,1));

m=length(Population(1,:));

for i=1:n

for j=1:m

test=rand;

if test

Population1(i,j)=1-Population1(i,j);

end

end

end

遗传算法的c语言程序

一需求分析 1.本程序演示的是用简单遗传算法随机一个种群,然后根据所给的交叉率,变异率,世代数计算最大适应度所在的代数 2.演示程序以用户和计算机的对话方式执行,即在计算机终端上显示“提示信息”之后,由用户在键盘上输入演示程序中规定的命令;相应的输入数据和运算结果显示在其后。3.测试数据 输入初始变量后用y=100*(x1*x1-x2)*(x1*x2-x2)+(1-x1)*(1-x1)其中-2.048<=x1,x2<=2.048作适应度函数求最大适应度即为函数的最大值 二概要设计 1.程序流程图 2.类型定义 int popsize; //种群大小 int maxgeneration; //最大世代数 double pc; //交叉率 double pm; //变异率 struct individual

{ char chrom[chromlength+1]; double value; double fitness; //适应度 }; int generation; //世代数 int best_index; int worst_index; struct individual bestindividual; //最佳个体 struct individual worstindividual; //最差个体 struct individual currentbest; struct individual population[POPSIZE]; 3.函数声明 void generateinitialpopulation(); void generatenextpopulation(); void evaluatepopulation(); long decodechromosome(char *,int,int); void calculateobjectvalue(); void calculatefitnessvalue(); void findbestandworstindividual(); void performevolution(); void selectoperator(); void crossoveroperator(); void mutationoperator(); void input(); void outputtextreport(); 4.程序的各函数的简单算法说明如下: (1).void generateinitialpopulation ()和void input ()初始化种群和遗传算法参数。 input() 函数输入种群大小,染色体长度,最大世代数,交叉率,变异率等参数。 (2)void calculateobjectvalue();计算适应度函数值。 根据给定的变量用适应度函数计算然后返回适度值。 (3)选择函数selectoperator() 在函数selectoperator()中首先用rand ()函数产生0~1间的选择算子,当适度累计值不为零时,比较各个体所占总的适应度百分比的累计和与选择算子,直到达到选择算子的值那个个体就被选出,即适应度为fi的个体以fi/∑fk的概率继续存在; 显然,个体适应度愈高,被选中的概率愈大。但是,适应度小的个体也有可能被选中,以便增加下一代群体的多样性。 (4)染色体交叉函数crossoveroperator() 这是遗传算法中的最重要的函数之一,它是对个体两个变量所合成的染色体进行交叉,而不是变量染色体的交叉,这要搞清楚。首先用rand ()函数产生随机概率,若小于交叉概率,则进行染色体交叉,同时交叉次数加1。这时又要用rand()函数随机产生一位交叉位,把染色

遗传算法MATLAB完整代码(不用工具箱)

遗传算法解决简单问题 %主程序:用遗传算法求解y=200*exp(-0.05*x).*sin(x)在区间[-2,2]上的最大值clc; clear all; close all; global BitLength global boundsbegin global boundsend bounds=[-2,2]; precision=0.0001; boundsbegin=bounds(:,1); boundsend=bounds(:,2); %计算如果满足求解精度至少需要多长的染色体 BitLength=ceil(log2((boundsend-boundsbegin)'./precision)); popsize=50; %初始种群大小 Generationmax=12; %最大代数 pcrossover=0.90; %交配概率 pmutation=0.09; %变异概率 %产生初始种群 population=round(rand(popsize,BitLength)); %计算适应度,返回适应度Fitvalue和累计概率cumsump [Fitvalue,cumsump]=fitnessfun(population); Generation=1; while Generation

基于遗传算法的一种新的约束处理方法

基于遗传算法的一种新的约束处理方法 苏勇彦1,王攀1,范衠2 (1武汉理工大学 自动化学院, 湖北 武汉 430070) (2丹麦理工大学 机械系 哥本哈根) 摘 要:本文针对目前的约束处理方法中存在的问题,提出一种新的约束处理方法。该方法通过可行解和不可行解混合交叉的方法对问题的解空间进行搜索,对可行种群和不可行种群分别进行选择操作。避免了惩罚策略中选取惩罚因子的困难,使得约束处理问题简单化。实例测试结果表明,该约束处理方法的有效性。 关键词:遗传算法、约束处理、可行解、不可行解、两种群混合交叉 1引言 科学研究和工程应用中许多问题都可以转化为求解一个带约束条件的函数优化问题[1]。遗传算法(Genetic Algorithm )与许多基于梯度的算法比较,具有不需要目标函数和约束条件可微,且能收敛到全局最优解的优点 [2],因此,它成为一种约束优化问题求解的有力工具。目前,基于GA 的约束处理方法有拒绝策略,修复策略,改进遗传算子策略以及惩罚函数策略等。但是这些方法都存在一些问题[3]:修复策略对问题本身的依赖性,对于每个问题必须设计专门的修复程序。改进遗传算子策略则需要设计针对问题的表达方式以及专门的遗传算子来维持解的可行性。惩罚策略解的质量严重依赖于惩罚因子的选取,当惩罚因子不适当时,算法可能收敛于不可行解。 本文针对目前的约束处理方法中存在的问题,提出一种新的约束处理方法。该方法通过可行解和不可行解混合交叉的方法对问题的解空间进行搜索,对可行种群和不可行种群分别进行选择操作。避免了惩罚策略中选取惩罚因子的困难,使得约束处理问题简单化。实例测试结果表明,该约束处理方法的有效性。 2约束处理方法描述 2.1单目标有约束优化问题一般形式 )(max x f ..t s ;0)(≤x g i 1,,2,1m i L L =;0)(=x h i )(,,1211m m m m i +=+=L X x ∈ 这里都是定义在m m m m h h h g g g f ,,,;,,;2121111L L ++n E 上的实值函数。X 是n E 上的 子集,x 是维实向量,其分量为。上述问题要求在变量满足约 束的同时极大化函数。函数通常为目标函数。约束n n x x x ,,,21L n x x x ,,,21L f f ;0)(≤x g i 称为不等式约束;约束称为等式约束。集合;0)(=x h i X 通常为变量的上下界限定的区域。向量且满足所有约束,则称之为问题的可行解。所有可行解构成可行域。否则,为问题的不可行解,所有不可行解构成不可行域。问题的目标是找到一个可行解X x ∈x 使得)()(x f x f ≤对于所有可行解x 成立。那么,x 为最优解[4]。 2.2算法描述 目前,最常采用的约束处理方法为惩罚函数法。但优化搜索的效率对惩罚因子的选择有

用遗传算法解决0-1背包问题概述

实现遗传算法的0-1背包问题 求解及其改进 姓名: 学号: 班级: 提交日期:2012年6月27日

实现遗传算法的0-1背包问题求解 摘要:研究了遗传算法解决0-1背包问题中的几个问题: 1)对于过程中不满足重量限制条件的个体的处理,通过代换上代最优解保持种群的进化性 2)对于交换率和变异率的理解和处理方法,采用逐个体和逐位判断的处理方法 3)对于早熟性问题,引入相似度衡量值并通过重新生成个体替换最差个体方式保持种群多样性。4)一种最优解只向更好进化方法的尝试。 通过实际计算比较表明,本文改进遗传算法在背包问题求解中具有很好的收敛性、稳定性和计算效率。通过实例计算,表明本文改进遗传算法优于简单遗传算法和普通改进的遗传算法。 关键词:遗传算法;背包问题;优化 1.基本实现原理: 一、问题描述 0-1背包问题属于组合优化问题的一个例子,求解0-1背包问题的过程可以被视作在很多可行解当中求解一个最优解。01背包问题的一般描述如下: 给定n个物品和一个背包,物品i的重量为Wi,其价值为Vi,背包的容量为C。选择合适的物品装入背包,使得背包中装入的物品的总价值最大。注意的一点是,背包内的物品的重量之和不能大于背包的容量C。在选择装入背包的物品时,对每种物品i只有两种选择:装入背包或者不装入背包,即只能将物品i装入背包一次。称此类问题为0/1背包问题。 其数学模型为: 0-1背包问题传统的解决方法有动态规划法、分支界限法、回溯法等等。传统的方法不能有效地解决0-1背包问题。遗传算法(Genetic Algorithms)则是一种适合于在大量的可行解中搜索最优(或次优)解的有效算法。 二、遗传算法特点介绍: 遗传算法(Genetic Algorithm, GA)是1962年Holland教授首次提出了GA算法的思想是近年来随着信息数据量激增,发展起来的一种崭新的全局优化算法,它借用了生物遗传学的观点,通过自然选择、遗传、变异等作用机制,实现各个个体的适应性的提高。 基本遗传算法求解步骤: Step 1 参数设置:在论域空间U上定义一个适应度函数f(x),给定种群规模N,交叉率P c 和变异率P m,代数T; Step 2 初始种群:随机产生U中的N个染色体s1, s2, …, s N,组成初始种群S={s1, s2, …, s N},置代数计数器t=1; Step 3计算适应度:S中每个染色体的适应度f() ; Step 4 判断:若终止条件满足,则取S中适应度最大的染色体作为所求结果,算法结束。Step 5 选择-复制:按选择概率P(x i)所决定的选中机会,每次从S中随机选定1个染色体并将其复制,共做N次,然后将复制所得的N个染色体组成群体S1; Step 6 交叉:按交叉率P c所决定的参加交叉的染色体数c,从S1中随机确定c个染色体,配对进行交叉操作,并用产生的新染色体代替原染色体,得群体S2; Step 7 变异:按变异率P m所决定的变异次数m,从S2中随机确定m个染色体,分别进行变异操作,并用产生的新染色体代替原染色体,得群体S3; Step 8 更新:将群体S3作为新一代种群,即用S3代替S,t=t+1,转步3;

MATLAB课程遗传算法实验报告及源代码

硕士生考查课程考试试卷 考试科目: 考生姓名:考生学号: 学院:专业: 考生成绩: 任课老师(签名) 考试日期:年月日午时至时

《MATLAB 教程》试题: A 、利用MATLA B 设计遗传算法程序,寻找下图11个端点最短路径,其中没有连接端点表示没有路径。要求设计遗传算法对该问题求解。 a e h k B 、设计遗传算法求解f (x)极小值,具体表达式如下: 321231(,,)5.12 5.12,1,2,3i i i f x x x x x i =?=???-≤≤=? ∑ 要求必须使用m 函数方式设计程序。 C 、利用MATLAB 编程实现:三名商人各带一个随从乘船渡河,一只小船只能容纳二人,由他们自己划行,随从们密约,在河的任一岸,一旦随从的人数比商人多,就杀人越货,但是如何乘船渡河的大权掌握在商人手中,商人们怎样才能安全渡河? D 、结合自己的研究方向选择合适的问题,利用MATLAB 进行实验。 以上四题任选一题进行实验,并写出实验报告。

选择题目: B 、设计遗传算法求解f (x)极小值,具体表达式如下: 321231(,,)5.12 5.12,1,2,3i i i f x x x x x i =?=???-≤≤=? ∑ 要求必须使用m 函数方式设计程序。 一、问题分析(10分) 这是一个简单的三元函数求最小值的函数优化问题,可以利用遗传算法来指导性搜索最小值。实验要求必须以matlab 为工具,利用遗传算法对问题进行求解。 在本实验中,要求我们用M 函数自行设计遗传算法,通过遗传算法基本原理,选择、交叉、变异等操作进行指导性邻域搜索,得到最优解。 二、实验原理与数学模型(20分) (1)试验原理: 用遗传算法求解函数优化问题,遗传算法是模拟生物在自然环境下的遗传和进化过程而形成的一种自适应全局优化概率搜索方法。其采纳了自然进化模型,从代表问题可能潜在解集的一个种群开始,种群由经过基因编码的一定数目的个体组成。每个个体实际上是染色体带有特征的实体;初始种群产生后,按照适者生存和优胜劣汰的原理,逐代演化产生出越来越好的解:在每一代,概据问题域中个体的适应度大小挑选个体;并借助遗传算子进行组合交叉和主客观变异,产生出代表新的解集的种群。这一过程循环执行,直到满足优化准则为止。最后,末代个体经解码,生成近似最优解。基于种群进化机制的遗传算法如同自然界进化一样,后生代种群比前生代更加适应于环境,通过逐代进化,逼近最优解。 遗传算法是一种现代智能算法,实际上它的功能十分强大,能够用于求解一些难以用常规数学手段进行求解的问题,尤其适用于求解多目标、多约束,且目标函数形式非常复杂的优化问题。但是遗传算法也有一些缺点,最为关键的一点,即没有任何理论能够证明遗传算法一定能够找到最优解,算法主要是根据概率论的思想来寻找最优解。因此,遗传算法所得到的解只是一个近似解,而不一定是最优解。 (2)数学模型 对于求解该问题遗传算法的构造过程: (1)确定决策变量和约束条件;

遗传算法求解背包问题

遗传算法求解背包问题 信管专业李鹏 201101002044 一、遗传算法(Genetic Algorithm)是模拟达尔文生物进化论的自然选择和遗传学机理的生物进化过程的计算模型,是一种通过模拟自然进化过程搜索最优解的方法,是从代表问题可能潜在的解集的一个种群(population)开始的,而一个种群则由经过基因(gene)编码的一定数目的个体(individual)组成。在每一代,根据问题域中个体的适应度(fitness)大小选择(selection)个体,并借助于自然遗传学的遗传算子(genetic operators)进行组合交叉(crossover)和变异(mutation),产生出代表新的解集的种群。 二、背包问题描述 背包问题是一个典型的组合优化问题,在计算理论中属于NP完全问题,主要应用于管理中的资源分配,资金预算,投资决策、装载问题的建模。传统“0/1”背包问题可以描述为:把具有一定体积和价值的n件不同种类物品放到一个有限容量的背包里,使得背包中物品的价值总量最大。 三、数学模型 背包问题可以描述如下:假设有n个物体,其重量用表示,价值用表示,背包的最大容量为b。这里和b都大于0。问题是要求背包所装的物体的总价值最大。背包问题的数学模型描述如下: (1) (2) (3) 约束条件(3)中表示物体i被选入背包,反之,表示物体i没有被选入背包。约束条件(2)表示背包的容量约束。

四、使用遗传算法解决“0-1背包问题”的思路:0-1背包的解可以编码为一串0-1字符串(0:不取,1:取);首先,随机产生M个0-1字符串,然后评价这些0-1字符串作为0-1背包问题的解的优劣;然后,随机选择一些字符串通过交叉、突变等操作产生下一代的M个字符串,而且较优的解被选中的概率要比较高。这样经过G代的进化后就可能会产生出0-1背包问题的一个“近似最优解”。 五、程序整体流程 (1)读取存取包的限种、商品的重要和价值的TXT文件; (2)初始化种群; (3)计算群体上每个个体的适应度值(Fitness) ; (4)评估适应度,对当前群体P(t)中每个个体Pi计算其适应度F(Pi),适应度表示了该个体的性能好坏; (5)依照Pc选择个体进行交叉操作; (6)仿照Pm对繁殖个体进行变异操作 (7)没有满足某种停止条件,则转第3步,否则进入8 ; (8)输出种群中适应度值最优的个体。 六、代码 function Main() %定义全局变量 global VariableNum POPSIZE MaxGens PXOVER PMutation VariableNum=3 %变量个数 POPSIZE=50 %种群大小 MaxGens=1000 %种群代数 PXOVER=0.8 %交叉概率 PMutation=0.2 %变异概率 %读取数据文件

基于遗传算法的matlab源代码

function youhuafun D=code; N=50;%Tunable maxgen=50;%Tunable crossrate=0.5;%Tunable muterate=0.08;%Tunable generation=1; num=length(D); fatherrand=randint(num,N,3); score=zeros(maxgen,N); while generation<=maxgen ind=randperm(N-2)+2;%随机配对交叉 A=fatherrand(:,ind(1:(N-2)/2)); B=fatherrand(:,ind((N-2)/2+1:end)); %多点交叉 rnd=rand(num,(N-2)/2); ind=rnd tmp=A(ind); A(ind)=B(ind); B(ind)=tmp; %%两点交叉 %for kk=1:(N-2)/2 %rndtmp=randint(1,1,num)+1; %tmp=A(1:rndtmp,kk); %A(1:rndtmp,kk)=B(1:rndtmp,kk); %B(1:rndtmp,kk)=tmp; %end fatherrand=[fatherrand(:,1:2),A,B]; %变异 rnd=rand(num,N); ind=rnd[m,n]=size(ind); tmp=randint(m,n,2)+1; tmp(:,1:2)=0; fatherrand=tmp+fatherrand; fatherrand=mod(fatherrand,3); %fatherrand(ind)=tmp; %评价、选择 scoreN=scorefun(fatherrand,D);%求得N个个体的评价函数 score(generation,:)=scoreN; [scoreSort,scoreind]=sort(scoreN); sumscore=cumsum(scoreSort); sumscore=sumscore./sumscore(end); childind(1:2)=scoreind(end-1:end); for k=3:N tmprnd=rand; tmpind=tmprnd difind=[0,diff(t mpind)]; if~any(difind) difind(1)=1; end childind(k)=scoreind(logical(difind)); end fatherrand=fatherrand(:,childind); generation=generation+1; end %score maxV=max(score,[],2); minV=11*300-maxV; plot(minV,'*');title('各代的目标函数值'); F4=D(:,4); FF4=F4-fatherrand(:,1); FF4=max(FF4,1); D(:,5)=FF4; save DData D function D=code load youhua.mat %properties F2and F3 F1=A(:,1); F2=A(:,2); F3=A(:,3); if(max(F2)>1450)||(min(F2)<=900) error('DATA property F2exceed it''s range (900,1450]') end %get group property F1of data,according to F2value F4=zeros(size(F1)); for ite=11:-1:1 index=find(F2<=900+ite*50); F4(index)=ite; end D=[F1,F2,F3,F4]; function ScoreN=scorefun(fatherrand,D) F3=D(:,3); F4=D(:,4); N=size(fatherrand,2); FF4=F4*ones(1,N); FF4rnd=FF4-fatherrand; FF4rnd=max(FF4rnd,1); ScoreN=ones(1,N)*300*11; %这里有待优化

遗传算法Matlab程序

% f(x)=11*sin(6x)+7*cos(5x),0<=x<=2*pi; %%初始化参数 L=16;%编码为16位二进制数 N=32;%初始种群规模 M=48;%M个中间体,运用算子选择出M/2对母体,进行交叉;对M个中间体进行变异 T=100;%进化代数 Pc=0.8;%交叉概率 Pm=0.03;%%变异概率 %%将十进制编码成16位的二进制,再将16位的二进制转成格雷码 for i=1:1:N x1(1,i)= rand()*2*pi; x2(1,i)= uint16(x1(1,i)/(2*pi)*65535); grayCode(i,:)=num2gray(x2(1,i),L); end %% 开始遗传算子操作 for t=1:1:T y1=11*sin(6*x1)+7*cos(5*x1); for i=1:1:M/2 [a,b]=min(y1);%找到y1中的最小值a,及其对应的编号b grayCodeNew(i,:)=grayCode(b,:);%将找到的最小数放到grayCodeNew中grayCodeNew(i+M/2,:)=grayCode(b,:);%与上面相同就可以有M/2对格雷码可以作为母体y1(1,b)=inf;%用来排除已找到的最小值 end for i=1:1:M/2 p=unidrnd(L);%生成一个大于零小于L的数,用于下面进行交叉的位置if rand()

matlab、lingo程序代码3-背包问题(遗传算法)复习过程

背包问题---遗传算法解决 function Population1=GA_copy(Population,p,w0,w) %复制算子 %Population为种群 n=length(Population(:,1)); fvalue=zeros(1,n); for i=1:n fvalue(i)=GA_beibao_fitnessvalue(Population(i,:),p,w0,w); end fval=fvalue/sum(fvalue); F(1)=0; for j=1:n F(j+1)=0; for k=1:j F(j+1)=F(j+1)+fval(k); end end for i=1:n test=rand; for j=1:n if((test>=F(j))&&(test

POP(j,z)=Population(i,z); end POP(j,l+1)=i; p(j)=randint(1,1,[1 l-1]); j=j+1; end end k0=j-1; k=floor(k0/2); if k>=1 for m=1:k for t=p(2*m-1)+1:l s=POP(2*m-1,t); POP(2*m-1,t)=POP(2*m,t); POP(2*m,t)=s; end end for m=1:k0 for i=1:l Population1(POP(m,l+1),i)=POP(m,i); end end end function fitnessvalue=GA_fitnessvalue(x,p,w0,w) %使用惩罚法计算适应度值 %x为染色体 %p为背包问题中每个被选物体的价值 %w0为背包问题中背包总容积 %w为背包问题中每个被选物品的容积 l=length(x); for i=1:l a(i)=p(i).*x(i); end f=sum(a); b=min(w0,abs(sum(w)-w0)); for i=1:l wx(i)=w(i).*x(i); end if abs(sum(wx)-w0)>b*0.99 p=0.99;

一个简单实用的遗传算法c程序完整版

一个简单实用的遗传算 法c程序 HEN system office room 【HEN16H-HENS2AHENS8Q8-HENH1688】

一个简单实用的遗传算法c程序(转载) 2009-07-28 23:09:03 阅读418 评论0 字号:大中小 这是一个非常简单的遗传算法源代码,是由Denis Cormier (North Carolina State University)开发的,Sita (University of North Carolina at Charlotte)修正。代码保证尽可能少,实际上也不必查错。对一特定的应用修正此代码,用户只需改变常数的定义并且定义“评价函数”即可。注意代码的设计是求最大值,其中的目标函数只能取正值;且函数值和个体的适应值之间没有区别。该系统使用比率选择、精华模型、单点杂交和均匀变异。如果用Gaussian变异替换均匀变异,可能得到更好的效果。代码没有任何图形,甚至也没有屏幕输出,主要是保证在平台之间的高可移植性。读者可以从,目录 coe/evol中的文件中获得。要求输入的文件应该命名为‘’;系统产生的输出文件为‘’。输入的文件由几行组成:数目对应于变量数。且每一行提供次序——对应于变量的上下界。如第一行为第一个变量提供上下界,第二行为第二个变量提供上下界,等等。 /**************************************************************************/ /* This is a simple genetic algorithm implementation where the */ /* evaluation function takes positive values only and the */ /* fitness of an individual is the same as the value of the */ /* objective function */ /**************************************************************************/ #include <> #include <> #include <> /* Change any of these parameters to match your needs */ #define POPSIZE 50 /* population size */

遗传算法经典MATLAB代码资料讲解

遗传算法经典学习Matlab代码 遗传算法实例: 也是自己找来的,原代码有少许错误,本人都已更正了,调试运行都通过了的。 对于初学者,尤其是还没有编程经验的非常有用的一个文件 遗传算法实例 % 下面举例说明遗传算法% % 求下列函数的最大值% % f(x)=10*sin(5x)+7*cos(4x) x∈[0,10]% % 将x 的值用一个10位的二值形式表示为二值问题,一个10位的二值数提供的分辨率是每为(10-0)/(2^10-1)≈0.01。% % 将变量域[0,10] 离散化为二值域[0,1023], x=0+10*b/1023, 其 中 b 是[0,1023] 中的一个二值数。% % % %--------------------------------------------------------------------------------------------------------------% %--------------------------------------------------------------------------------------------------------------% % 编程 %----------------------------------------------- % 2.1初始化(编码) % initpop.m函数的功能是实现群体的初始化,popsize表示群体的大小,chromlength表示染色体的长度(二值数的长度),

% 长度大小取决于变量的二进制编码的长度(在本例中取10位)。 %遗传算法子程序 %Name: initpop.m %初始化 function pop=initpop(popsize,chromlength) pop=round(rand(popsize,chromlength)); % rand随机产生每个单元 为{0,1} 行数为popsize,列数为chromlength的矩阵, % roud对矩阵的每个单元进行圆整。这样产生的初始种群。 % 2.2 计算目标函数值 % 2.2.1 将二进制数转化为十进制数(1) %遗传算法子程序 %Name: decodebinary.m %产生[2^n 2^(n-1) ... 1] 的行向量,然后求和,将二进制转化为十进制 function pop2=decodebinary(pop) [px,py]=size(pop); %求pop行和列数 for i=1:py pop1(:,i)=2.^(py-i).*pop(:,i); end pop2=sum(pop1,2); %求pop1的每行之和 % 2.2.2 将二进制编码转化为十进制数(2) % decodechrom.m函数的功能是将染色体(或二进制编码)转换为十进制,参数spoint表示待解码的二进制串的起始位置

遗传算法求解0-1背包问题(JAVA)

遗传算法求解0-1背包问题 一、问题描述 给定n种物品和容量为C的背包。物品i的重量是wi,其价值为vi。问应如何选择装入背包的物品,使得装入背包中物品的总价值最大? 二、知识表示 1、状态表示 (1)个体或染色体:问题的一个解,表示为n个比特的字符串,比特值为0表示不选该物品,比特值为1表示选择该物品。 (2)基因:染色体的每一个比特。 (3)种群:解的集合。 (4)适应度:衡量个体优劣的函数值。 2、控制参数 (1)种群规模:解的个数。 (2)最大遗传的代数 (3)交叉率:参加交叉运算的染色体个数占全体染色体的比例,取值范围一般为0.4~0.99。(4)变异率:发生变异的基因位数所占全体染色体的基因总位数的比例,取值范围一般为0.0001~0.1。 3、算法描述 (1)在搜索空间U上定义一个适应度函数f(x),给定种群规模N,交叉率Pc和变异率Pm,代数T; (2)随机产生U中的N个个体s1, s2, …, sN,组成初始种群S={s1, s2, …, sN},置代数计数器t=1; (3)计算S中每个个体的适应度f() ; (4)若终止条件满足,则取S中适应度最大的个体作为所求结果,算法结束。 (5)按选择概率P(xi)所决定的选中机会,每次从S中随机选定1个个体并将其染色体复制,共做N次,然后将复制所得的N个染色体组成群体S1; (6)按交叉率Pc所决定的参加交叉的染色体数c,从S1中随机确定c个染色体,配对进行交叉操作,并用产生的新染色体代替原染色体,得群体S2; (7)按变异率P m所决定的变异次数m,从S2中随机确定m个染色体,分别进行变异操作,并用产生的新染色体代替原染色体,得群体S3; (8)将群体S3作为新一代种群,即用S3代替S,t = t+1,转步3。 三、算法实现 1、主要的数据结构 染色体:用一维数组表示,数组中下标为i的元素表示第(i+1)个物品的选中状态,元素值为1,表示物品被选中,元素值为0表示物品不被选中。 种群:用二维数组表示,每一行表示一个染色体。 具有最大价值的染色体:由于每一个染色体经过选择、交叉、变异后都可能发生变化,所以对于产生的新的总群,需要记录每个物品的选中状态。同时保存该状态下物品的最大价值,如果新的总群能够产生更优的值,则替换具有最大价值的染色体。

遗传算法C语言源代码(一元函数和二元函数)

C语言遗传算法代码 以下为遗传算法的源代码,计算一元代函数的代码和二元函数的代码以+++++++++++++++++++++++++++++++++++++为分割线分割开来,请自行选择适合的代码,使用时请略看完代码的注释,在需要更改的地方更改为自己需要的代码。 +++++++++++++++++++++++++++++++一元函数代码++++++++++++++++++++++++++++ #include #include #include #include #define POPSIZE 1000 #define maximization 1 #define minimization 2 #define cmax 100 #define cmin 0 #define length1 20 #define chromlength length1 //染色体长度 //注意,你是求最大值还是求最小值 int functionmode=minimization; //变量的上下限的修改开始 float min_x1=-2;//变量的下界 float max_x1=-1;//变量的上界 //变量的上下限的修改结束 int popsize; //种群大小 int maxgeneration; //最大世代数 double pc; //交叉率 double pm; //变异率 struct individual { char chrom[chromlength+1]; double value; double fitness; //适应度 }; int generation; //世代数 int best_index; int worst_index;

遗传算法求解y=x2 - 副本

初始遗传算法及一个简单的例子 遗传算法(Genetic Algorithms, GA)是一类借鉴生物界自然选择和自然遗传机制的随机化搜索算法。它模拟自然选择和自然遗传过程中发生的繁殖、交叉和基因突变现象,在每次迭代中都保留一组候选解,并按某种指标从解群中选取较优的个体,利用遗传算子(选择、交叉和变异)对这些个体进行组合,产生新一代的候选解群,重复此过程,直到满足某种收敛指标为止。 下面我以一个实例来详细表述遗传算法的过程 例:求下述二元函数的最大值: 2 =] y x x∈ ,0[ 31 1、编码: 用遗传算法求解问题时,不是对所求解问题的实际决策变量直接进行操作,而是对表示可行解的个体编码的操作,不断搜索出适应度较高的个体,并在群体中增加其数量,最终寻找到问题的最优解或近似最优解。因此,必须建立问题的可行解的实际表示和遗传算法的染色体位串结构之间的联系。在遗传算法中,把一个问题的可行解从其解空间转换到遗传算法所能处理的搜索空间的转换方法称之为编码。反之,个体从搜索空间的基因型变换到解空间的表现型的方法称之为解码方法。 编码是应用遗传算法是需要解决的首要问题,也是一个关键步骤。迄今为止人们已经设计出了许多种不同的编码方法。基本遗传算法使用的是二进制符号0和1所组成的二进制符号集{0,1},也就是说,把问题空间的参数表示为基于字符集{0,1}构成的染色体位串。每个个体的染色体中所包含的数字的个数L 称为染色体的长度或称为符号串的长度。一般染色体的长度L为一固定的数,如本例的编码为 s1 = 1 0 0 1 0 (17) s2 = 1 1 1 1 0 (30) s3 = 1 0 1 0 1 (21) s4 = 0 0 1 0 0 (4) 表示四个个体,该个体的染色体长度L=5。 2、个体适应度函数 在遗传算法中,根据个体适应度的大小来确定该个体在选择操作中被选定的概率。个体的适应度越大,该个体被遗传到下一代的概率也越大;反之,个体的适应度越小,该个体被遗传到下一代的概率也越小。基本遗传算法使用比例选择操作方法来确定群体中各个个体是否有可能遗传到下一代群体中。为了正确计算不同情况下各个个体的选择概率,要求所有个体的适应度必须为正数或为零,不能是负数。这样,根据不同种类的问题,必须预先确定好由目标函数值到个体适应度之间的转换规则,特别是要预先确定好目标函数值为负数时的处理方法。

人工智能之遗传算法求解01背包问题实验报告

人工智能之遗传算法求解0/1背包问题实验报告 Pb03000982 王皓棉 一、问题描述: 背包问题是著名的NP完备类困难问题, 在网络资源分配中有着广泛的应用,已经有很多人运用了各种不同的传统优化算法来解决这一问题,这些方法在求解较大规模的背包问题时,都存在着计算量大,迭代时间长的弱点。而将遗传算法应用到背包问题的求解,则克服了传统优化方法的缺点,遗传算法是借助了大自然的演化过程,是多线索而非单线索的全局优化方法,采用的是种群和随机搜索机制。 遗传算法(GA)是一类借鉴生物界自然选择和自然遗传机制的随机化的搜索算法,由美国J.Holland教授提出,其主要特点是群体搜索策略、群体中个体之间的信息交换和搜索不依赖于梯度信息。因此它尤其适用于处理传统搜索方法难于解决的复杂和非线性问题,可广泛应用于组合优化,机器学习,自适应控制,规划设计和人工生命领域。 GA是一种群体型操作,该操作以群体中的所有个体为对象。选择,交叉和变异是遗传算法的三个主要算子,他们构成了遗传算法的主要操作,使遗传算法具有了其它传统方法所没有的特性。遗传算法中包含了如下五个基本要素:1 .参数编码,2.初始群体的设置,3.适应度函数的设计, 4.遗传操作设计,5.控制参数设定,这个五个要素构成可遗传算法的核心内容。 遗传算法的搜索能力是由选择算子和交叉算子决定,变异算子则保证了算法能够搜索到问题空间的每一个点,从而使其具有搜索全局最优的能力.而遗传算法的高效性和强壮性可由Holland提出的模式定理和隐式并行性得以解释。 二、实验目的: 通过本实验,可以深入理解遗传算法,以及遗传算法对解决NP问题的作用。 三、算法设计: 1、确定种群规模M、惩罚系数 、杂交概率c p、变异概率m P、染色体长度n及最大 max. 进化代数gen x=1表 2、采用二进制n维解矢量X作为解空间参数的遗传编码,串T的长度等于n, i x=0表示不装入背包。例如X={0,1,0,1,0,0,1}表示第2,4,7示该物件装入背包, i 这三个物件被选入包中。

遗传算法的C语言程序案例

遗传算法的C语言程序案例 一、说明 1.本程序演示的是用简单遗传算法随机一个种群,然后根据所给的交叉率,变异率,世代数计算最大适应度所在的代数 2.演示程序以用户和计算机的对话方式执行,即在计算机终端上显示“提示信息”之后,由用户在键盘上输入演示程序中规定的命令;相应的输入数据和运算结果显示在其后。3.举个例子,输入初始变量后,用y= (x1*x1)+(x2*x2),其中-2.048<=x1,x2<=2.048作适应度函数求最大适应度即为函数的最大值 4.程序流程图

5.类型定义 int popsize; //种群大小 int maxgeneration; //最大世代数 double pc; //交叉率 double pm; //变异率 struct individual { char chrom[chromlength+1]; double value; double fitness; //适应度 }; int generation; //世代数 int best_index; int worst_index; struct individual bestindividual; //最佳个体 struct individual worstindividual; //最差个体 struct individual currentbest; struct individual population[POPSIZE]; 3.函数声明 void generateinitialpopulation(); void generatenextpopulation(); void evaluatepopulation(); long decodechromosome(char *,int,int); void calculateobjectvalue(); void calculatefitnessvalue(); void findbestandworstindividual(); void performevolution(); void selectoperator(); void crossoveroperator(); void mutationoperator(); void input(); void outputtextreport(); 6.程序的各函数的简单算法说明如下: (1).void generateinitialpopulation ()和void input ()初始化种群和遗传算法参数。 input() 函数输入种群大小,染色体长度,最大世代数,交叉率,变异率等参数。 (2)void calculateobjectvalue();计算适应度函数值。 根据给定的变量用适应度函数计算然后返回适度值。 (3)选择函数selectoperator() 在函数selectoperator()中首先用rand ()函数产生0~1间的选择算子,当适度累计值不为零时,比较各个体所占总的适应度百分比的累计和与选择算子,直到达到选择算子的值那个个

相关文档
最新文档