遗传算法求函数极值Word下载.docx
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#ｉｎcluｄe<
ioｓtrｅam>
／/#ｉnclｕd＜stdio、h>
＃incluｄe<
sｔdlｉb、h＞
#include＜mａth、ｈ＞
#include＜ｔimｅ、h>
#ｉnｃluｄe＜floaｔ、h>
usiｎgnaｍespacesｔd；
#ｄefine NUMＢEＲ50／/种群规模
#deｆiｎe ＧENＥ＿NUMＢER 10000／/迭代次数
iｎｔUｎit［ＮＵMＢEＲ][3０］;
//初始种群
inｔＵnit＿chooｓｅ[ＮUMBER][3０];
//选择、交叉、变异后得种群
inｔNumbｅr［ＮＵMBＥR];
//被选择得个体编号
floａt Ｆｉtness［NＵＭBＥR］;
//适应度
fｌoat seleｃt_pｒoｂabiｌｉty[ＮＵMBＥR]；
//选择概率
fｌoat accumｕｌa＿probaｂility［NUMBER]；
//积累概率
fｌoaｔf_max=0、０;
／/最大值
flｏaｔｆ_ｘ＝0、0;
//最大值对应得自变量
int hwj_ｃoding（iｎt start，int end）;
//编码
voｉｄhwj_iniｔｉａl_popｕｌation（inｔnum）；
／/产生初始种群
void hwj＿ｆitness（ｉntnuｍ）;
//适应度计算
vｏid hwj_ｃｈｏose（）；
//选择个体
intｈwｊ_bｉｎａry_ｓｅａrch（inｔl， intr，ｆlｏａt ｔemp）;
/／查找选择
//voiｄ hwｊ_Ｎ_M（ｉnt a[],inｔ b[]，int Ｎ,int M）;
//从M个数中选Ｎ个不一样得数
ｖoｉdｈwj_cross（int nuｍ,ｆloat croｓs）;
／/交叉后得得到种群
voidhwｊ_ａberraｎce（ｉntnum,fｌoat abeｒrａｎcｅ）;
/／变异后得得到得种群
void hwj＿ｍax（inｔnum）;
//找到最适应得个体
intｍａin（）{
ﻩiｎtstrａt,ｅnｄ;
/／区间
inｔNｕｍ;
//编码大小
floaｔ cｒosｓ=0、8;
/／交叉概率
fｌoataberraｎce= 0、０4;
／/变异概率
int kｅy＝１;
cout<
<
"
请输入求解区间:
＜eｎdl;
cin>
>
ｓtraｔ>
＞end;
ﻩNuｍ=ｈwj_ｃodｉng（strat,eｎd）;
ﻩcoｕt<
＜＂Num：
＜Num<
eｎdl;
/／couｔ＜<
＂---－------－-－---－-----－--－1－--－-----－-------＂＜＜enｄｌ；
hwj_ｉnitiａl＿poｐulation（Ｎum）；
/／cｏut<
------－-－----－-－----－－-－-－2初始种群--－－--------－----"
enｄｌ;
/*ﻩfor（ｉnti=0;
ｉ<
NUＭBER；
i＋＋）{
ﻩｆｏｒ（int j=0；
ｊ<
Nｕｍ;
j++）{
ｃout<
Uｎit[i]［j]<
'
＇;
ﻩﻩ｝
ﻩｃout＜<
ｅndl;
ﻩ}
*/
ﻩwhiｌe（ｋey!
=GEＮＥ＿NUMBER）{
hwj_ｆｉtness（Ｎuｍ）;
//ﻩｃout<
＜＂--－-----－--------－--－---－-3适应度-－－----－-------－-"
＜<
endｌ;
／/foｒ（ｉｎtｉ=0;
i<
NＵMＢEＲ;
i++）｛
//ﻩﻩcouｔ<
Ｆitｎeｓs[i]<
／/}
hwj_choｏse（）;
//ﻩcout<
-－---－－-------－－-－－----－--4被选择得个体－--－-－---－－---－-－"
ｅｎdl;
/*for（intｉ=０;
NUMＢER；
ｉ＋+）{
ﻩﻩfor（iｎｔj＝0;
j<
Num;
ｊ+＋）{
cout＜＜Uｎit＿cｈoｏｓe[i]［j]<
＇；
ﻩ}
ﻩcｏut<
ﻩhwj_crosｓ（Num,ｃrｏsｓ）；
/*ﻩcｏut<
＜"
-－----------－---－-－-------5交叉后得种群---－－----－-－－－--－＂<
enｄｌ；
ﻩｆor（ｉｎtｉ＝0;
NＵＭBER;
i＋+）｛
ﻩﻩfoｒ（intj＝0；
Nuｍ;
cｏut<
Ｕniｔ［i］[j]<
'
；
}
ﻩﻩcｏｕt<
}
ﻩ*/
ﻩhwj_abｅｒｒａnｃe（Ｎuｍ，abｅrraｎce）;
/*cｏut<
--－----------－-－----－-－--－6变异后得种群－－－--－－--－-－－--－-＂<
＜endｌ；
ﻩｆｏr（ｉｎｔi＝０；
NUMBER;
ｉ++）{
foｒ（intj=0;
cｏut＜<
Uｎit[i］[j］<
＜'
＇;
ﻩ｝
cout<
endl;
ﻩ*／
key++;
ﻩhwｊ_ｍａx（Num）;
ﻩｃout<
最大值就是对应得x值就是:
eｎdl；
couｔ<
f＿x<
ｅnｄl;
最大值为：
＜＜f_ｍax<
enｄl;
ﻩreturn0;
}
inthwｊ＿codiｎg（int ｓtａrt，ｉntｅnd）{/／种群编码
ﻩfloatpreｃiｓion;
ﻩinttemp=2；
intsum;
inｔN=1;
ﻩcｏut<
请输入精度范围:
ﻩcin>
preｃision；
ﻩif（ｐrｅcisｉon＝=0）｛
ﻩ coｕt<
对不起精度不能为零:
reｔｕrn０;
eｌｓe｛
ﻩﻩsum=（end-ｓtａrt）/ｐrｅcision;
cｏut<
sum:
suｍ<
ﻩﻩwhile（temp＜sum）{
ﻩﻩﻩtemp*=2;
N++;
ﻩﻩﻩ
ﻩretｕｒn N;
ﻩ}ﻩ
void hwｊ＿ｉniｔｉal＿ｐｏpulatiｏn（inｔ num）{／/生成初始种群
ﻩsrand（timｅ（ＮULＬ））;
for（inｔi=0;
NUMBＥR；
i＋+）{
ﻩfor（iｎｔj=0;
ｎｕm；
Unit［i][j]＝rand（）%2;
｝
voiｄｈｗｊ_fｉtｎeｓs（intnｕm）{／/计算适应度
float suｍ;
ﻩiｎtｔemp;
ﻩｆoｒ（inti=0;
i＜NUＭＢEＲ；
ｔemp=1；
ﻩsum=0、0;
for（intj=ｎｕm-1;
j>
=0;
j-－）｛
ﻩｓum+＝Unit[i］[j]*tｅmｐ；
ﻩﻩtemp*＝2、0;
ﻩFiｔneｓs[i］＝ｓuｍ*3/（temp-1、0）-1、0；
//cｏｕt＜<
Fitness[ｉ]；
//ﻩcout＜<
＂----－-－-------+＋＋++"
;
Ｆitneｓs[ｉ]=Fiｔnesｓ［ｉ］*siｎ（10*3、１41５92６*Fiｔneｓs[i]）+2、0;
//ｃouｔ<
＜Ｆitｎｅss［i］<
ｉｎt hwj_binary＿seａｒch（ｉnｔl，intr,floａt teｍp）{
ｆor（inti=0；
NUＭBEＲ;
i++）{
ﻩif（temp＜＝ａｃcｕｍula_probaｂｉｌitｙ[i]＆&
temｐ>
ａｃcumｕｌa_ｐroｂabｉlitｙ［i-1]）｛
ﻩﻩretuｒn i;
ﻩｒeｔurn －１；
}ﻩ
ｖoidhｗj_choｏsｅ（）{//选择个体
floaｔｓum=０、0;
flｏatｔemp;
iｎtｉ;
ﻩｆｏr（ｉ=０；
i＜NUMBＥR；
suｍ＋＝Ｆitnｅss[i]；
selecｔ_pｒｏｂabiliｔy[０]=Fｉtneｓs[0］/ｓum；
tｅmｐ=accumｕlａ_probabｉliｔy[0]=select_ｐrobabｉliｔy[０]；
ﻩfor（i=１;
ｉ＜NUMBＥR;
ﻩselect＿pｒobabiliｔy[i］=Fitnｅss[i］/sum；
tｅｍｐ＋＝ｓelecｔ_ｐrｏbabｉlity［i];
ﻩaccumulａ_ｐrｏbａbility[i]=ｔemp;
//ﻩﻩcout<
accumula_pｒobabiliｔｙ[i]<
enｄl；
ｆoｒ（i=0;
NＵMBEＲ；
／/ﻩsrand（tiｍe（NULL））；
ﻩﻩtｅmp=（raｎd（）%1000０00）/１00０0００、0;
／/ﻩﻩcouｔ<
tｅmｐ；
ﻩNｕmber［i]=hｗｊ＿binary_ｓｅarch（0,NUMＢEＲ,ｔemp）；
/／ﻩcout<
Ｎumber［i]<
eｎｄl;
ﻩfｏｒ（ｉnｔ j=０;
NUMＢEＲ;
ﻩﻩﻩUnｉｔ＿choose[i][j]＝Uｎit［Number[i]][j];
｝
/＊voｉｄ hwj_N＿Ｍ（intａ[］,ｉntb［］,inｔＮ,intM）{//从M个数中选N个不一样得数
ｉnｔｉ＝１;
ﻩｓrａｎｄ（tｉme（ＮUＬL））；
a[0］=rand（）%M;
ﻩb[a[0]］=１;
whilｅ（i!
=N）｛
ﻩａ[i]=ranｄ（）％Ｍ;
iｆ（b［a［i]]==0）｛
i＋+；
ﻩb［a[ｉ]]=１;
ﻩcout<
a[i]＜＜endｌ;
｝ﻩ
// cout<
a［i]<
'
b[a[i]]＜<
}*/
vｏiｄ hｗj_crosｓ（ｉntnuｍ,ｆloａtｃross）{//交叉后得得到种群
iｎｔnum_cross=NUMBER*ｃrosｓ；
iｎｔk；
//交叉点
ｉnti,ｊ；
ｉf（nｕm＿cｒosｓ％2！
=０）｛
ﻩnuｍ_ｃross=num_croｓｓ+1；
ﻩ}/／需要交叉得个体数
ﻩｉntcrｏ[NＵMＢER];
//被交叉得个体编号
ﻩint ｔemp［NUMBER];
//就是否交叉数组一览
ｆoｒ（i=０;
ｉ+＋）{
ﻩcro[i]=-1;
ｔemp[i]＝0;
/／ﻩｈwj_N＿M（cｒo,temｐ,ｎum_croｓs,NUＭBER）;
ｓｒaｎd（tiｍe（NULL））;
cro[０］=rａｎd（）%NUＭBER；
tｅmｐ[cro[0]]=１;
ﻩi=1;
whilｅ（i!
=nｕm_ｃrosｓ）｛
ﻩcro［i]=raｎd（）％ＮＵMBＥR；
if（ｔemｐ［crｏ［i]]＝=0）｛
tｅmｐ[ｃｒo[ｉ]］=1；
ﻩｉ＋+;
ﻩﻩ｝
//ｆor（inｔi=0;
NUＭＢER;
i+＋）｛
//ﻩﻩcoｕｔ<
＜temp[i]<
＂<
＜cro［ｉ]＜<
//｝
／/cout＜＜ｎum_ｃross<
ﻩfor（ｉ=0;
nuｍ_cross/2;
ﻩﻩsrand（timｅ（NULＬ））;
ﻩk=rａnd（）%num；
ﻩｆor（j=0;
j＜num;
j＋+）{
ﻩﻩｉf（j<
=ｋ）{
ﻩﻩﻩUｎｉt[i][j]=Ｕｎｉt_choｏｓe[ｃro[num_ｃross-i]］[ｊ]；
Uｎit[ｉ+nuｍ_ｃross/2][j］=Uniｔ_choose［crｏ[ｉ]][j］;
ﻩﻩ
}
ﻩelse{
ﻩUｎiｔ[i][j］=Uｎit＿choose[cｒo[ｉ]][j];
Unit［ｉ+num_cross／2］[j]＝Uｎiｔ_cｈｏoｓe[crｏ[ｉ]]［j];
ﻩﻩ
ﻩﻩ}
ﻩ｝
ﻩfor（i＝0;
NUMＢＥR;
//cｏuｔ<
＜ｔeｍp［ｉ]<
ﻩﻩﻩｉf（ｔｅmp[i]==0）{
ﻩfoｒ（j=0;
nｕm；
j++）｛
ﻩﻩﻩUnit[nｕm_ｃrosｓ][j]=Uｎｉt＿choosｅ［i][j];
ﻩ
ﻩﻩﻩﻩ｝
num_cross++;
ﻩ}
ｖｏiｄhwj_ａberｒａｎce（intｎum，fｌoataberrance）｛／/变异后得得到得种群
ｉnｔｎum_ａbeｒｒanｃｅ＝NUMBER*ａｂerraｎce；
／/变异得个体数
ﻩintｋ;
／／变异点
ﻩinｔａbｅ[NUMBＥR]；
／/变异得个体编号
ﻩiｎｔ ｔemp[NUMBＥR];
//就是否变异数组一览
ﻩintｉ,j,p;
ﻩｆor（ｉ=0;
NUMＢER;
ｉ++）｛
ﻩａｂe[i]=-1；
ﻩﻩtemp［i]=0;
//hwｊ_N＿M（cｒo,temｐ，nuｍ_ｃrosｓ,NＵMBＥＲ）;
ｓrand（tｉmｅ（NULL））;
abe[0]=ｒand（）％ＮUMBER;
ｔｅｍp［aｂe［0］］=1;
i=１;
wｈｉlｅ（ｉ!
=nｕm_ａberrance）{
ﻩﻩ abｅ[ｉ]=ｒａnd（）%NＵMBＥR;
ﻩ if（temp[abｅ[i]］==０）{
ｔeｍp[abe[i]]=1;
ﻩﻩi+＋;
ﻩﻩ}
ﻩ}
ﻩfoｒ（ｉ＝0;
i＜ＮUMBEＲ；
ﻩｆoｒ（ｊ＝0；
ｎum＿ａberraｎce;
ﻩﻩﻩif（i==ａbe[ｊ]）{
ﻩﻩk＝ｒanｄ（）%nuｍ;
ﻩﻩfor（ｐ=0；
ｐ<
nｕm;
p＋+）｛
ﻩﻩﻩif（ｐ=＝ｋ）{
ﻩﻩﻩiｆ（Unit［ｉ][p］==1）{
ﻩﻩﻩﻩﻩﻩUnit［i］[p]==0;
ﻩﻩﻩﻩ}
ﻩﻩﻩﻩelse{
ﻩﻩﻩﻩﻩUｎiｔ[i]［p]==1;
ﻩﻩﻩ}
ﻩﻩ}
ﻩ}
ﻩﻩ｝
voidｈｗｊ＿max（ｉnｔnum）{
hwj_fiｔneｓｓ（num）;
//floatｍax＝0、0;
inｔi;
inｔ ｔｅｍp=1；
ﻩｆlｏatsum=0、0;
iｎt k；
ﻩfor（i＝0；
ＮＵMBER;
//ﻩｃoｕt＜<
Ｆiｔness［i］<
ﻩﻩif（Fitness［i]>
ｆ_ｍａx）｛
ﻩﻩﻩｆ_mａx=Fitnesｓ［i]；
ﻩk＝i；
ﻩﻩ}
ﻩｆor（iｎｔｊ=ｎum－1；
ｊ--）{
ﻩsum+＝Unｉｔ[k][j］*temp;
ﻩﻩﻩtｅｍp*=2、０;
ﻩf＿x=ｓum*3/（temp－1、0）－１、0；
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