机械优化设计C语言程序Word下载.docx
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a1=a2;
y1=y2;
}
else
b=a2;
a2=a1;
y2=y1;
n++;
}while（fabs（（b-a）/b）>
=e||fabs（（y2-y1）/y2）>
=e）;
A=（a+b）/2;
Y=f（A）;
\n%da=%f,b=%f,a1=%f,a2=%f"
n,a,b,a1,a2）;
\n结果:
\n极值点及其函数值:
A=%f,Y=%f\n"
A,Y）;
二、二次插值法
#include"
stdio.h"
math.h"
conio.h"
voidmain（）
float*area（floata1,floatp,floata[3]）;
floatf（floatx）;
floatar,fr;
floata1=10,p=0.01,e=0.000001;
floatpa[3];
area（a1,p,pa）;
a1=pa[0];
floata2=pa[1];
floata3=pa[2];
floatf1=f（a1）;
floatf2=f（a2）;
floatf3=f（a3）;
ar=（（a3*a3-a2*a2）*f1+（a1*a1-a3*a3）*f2+（a2*a2-a1*a1）*f3）;
ar=ar/2/（（a3-a2）*f1+（a1-a3）*f2+（a2-a1）*f3）;
fr=f（ar）;
if（ar>
a2）
{if（fr>
f2）
{a3=ar;
f3=fr;
}
elseif（fr<
{a1=a2;
f1=f2;
a2=ar;
f2=fr;
a2=（a1+a3）/2;
f2=f（a2）;
elseif（ar<
{if（fr>
{a1=ar;
f1=fr;
{a3=a2;
f3=f2;
a3=a2;
if（fabs（a1-a3）<
=e）break;
}while
（1）;
if（f2<
fr）
{ar=a2;
fr=f2;
printf（"
\nx=%f\nf（x*）=%f"
ar,fr）;
float*area（floata1,floatp,floata[3]）
floata2,f2,a3,f3,temp;
floatacc=0.00001;
floatstorep=p;
while
（1）
{a2=a1+p;
if（f2>
=f1）
{if（fabs（f2-f1）<
acc）
p=p/2;
p=-p;
elsebreak;
while
（1）
{a3=a2+p;
f3=f（a3）;
if（f2<
=f3）break;
p=2*p;
a2=a3;
f2=f3;
if（a1>
a3）
{temp=a1;
a1=a3;
a3=temp;
a[0]=a1;
a[1]=a2;
a[2]=a3;
returna;
floatf（floatx）
floaty=pow（fabs（x-1）,1.5）+pow（fabs（x-1）,2.7）;
returny;
三、最速下降法
#include<
floatfun1（floatx1,floatx2）
{floata;
a=2*x1;
returna;
floatfun2（floatx1,floatx2）
{floatb;
b=50*x2;
returnb;
floatfun3（floatx1,floatx2）
{floaty;
y=x1*x1+25*x2*x2;
{floatt,e=0.01,x1=0,x2=1,a,b,y,m;
a=fun1（x1,x2）;
b=fun2（x1,x2）;
m=sqrt（a*a+b*b）;
while（m>
e）
{t=（a*a+b*b）/（2*a*a+50*b*b）;
x1=x1-a*t;
x2=x2-b*t;
y=fun3（x1,x2）;
Theminis%f"
y）;
四、DFP变尺度法
stdlib.h>
conio.h>
#definett0.01
#defineff1.0e-6
#defineac1.0e-6
#definead1.0e-6
#definen2
doubleia;
doublefny（double*x）
{
doublex1=x[0],x2=x[1];
doublef;
f=x1*x1+2*x2*x2-4*x1-2*x1*x2;
returnf;
double*iterate（double*x,doublea,double*s）
double*x1;
inti;
x1=（double*）malloc（n*sizeof（double））;
for（i=0;
i<
n;
i++）
x1[i]=x[i]+a*s[i];
returnx1;
doublefunc（double*x,doublea,double*s）
x1=iterate（x,a,s）;
f=fny（x1）;
voidfinding（doublea[3],doublef[3],double*xk,double*s）
doublet=tt;
doublea1,f1;
a[0]=0;
f[0]=func（xk,a[0],s）;
;
a[1]=a[0]+t;
f[1]=func（xk,a[1],s）;
if（f[1]<
f[0]）break;
if（fabs（f[1]-f[0]）>
=ad）
t=-t;
a[0]=a[1];
f[0]=f[1];
if（ia==1）return;
//break
t=t/2;
ia=1;
a[2]=a[1]+t;
f[2]=func（xk,a[2],s）;
if（f[2]>
f[1]）break;
t=2*t;
a[1]=a[2];
f[1]=f[2];
if（a[0]>
a[2]）
a1=a[0];
f1=f[0];
a[0]=a[2];
f[0]=f[2];
a[2]=a1;
f[2]=f1;
return;
doublelagrange（double*xk,double*ft,double*s）
doublea[3],f[3];
doubleb,c,d,aa;
finding（a,f,xk,s）;
if（ia==1）{aa=a[1];
*ft=f[1];
break;
d=（pow（a[0],2）-pow（a[2],2））*（a[0]-a[1]）-（pow（a[0],2）-pow（a[1],2））*（a[0]-a[2]）;
if（fabs（d）==0）break;
c=（（f[0]-f[2]）*（a[0]-a[1]）-（f[0]-f[1]）*（a[0]-a[2]））/d;
if（fabs（c）==0）break;
b=（（f[0]-f[1]）-c*（pow（a[0],2）-pow（a[1],2）））/（a[0]-a[1]）;
aa=-b/（2*c）;
*ft=func（xk,aa,s）;
if（fabs（aa-a[1]）<
=ad）{if（*ft>
f[1]）aa=a[1];
break;
if（aa>
a[1]）
if（*ft>
f[1]）{a[2]=aa;
f[2]=*ft;
elseif（*ft<
f[1]）{a[0]=a[1];
a[1]=aa;
f[1]=*ft;
elseif（*ft==f[1]）
a[2]=aa;
a[0]=a[1];
f[2]=*ft;
a[1]=（a[0]+a[2]）/2;
f[1]）{a[0]=aa;
f[0]=*ft;
f[1]）{a[2]=a[1];
f[2]=f[1];
{a[0]=aa;
a[2]=a[1];
f[0]=*ft;
if（*ft>
f[1]）{*ft=f[1];
aa=a[1];
returnaa;
double*gradient（double*xk）
double*g,f1,f2,q;
g=（double*）malloc（n*sizeof（double））;
f1=fny（xk）;
for（i=0;
{q=ff;
xk[i]=xk[i]+q;
f2=fny（xk）;
g[i]=（f2-f1）/q;
xk[i]=xk[i]-q;
returng;
double*bfgs（double*xk）
doubleu[n],v[n],h[n][n],dx[n],dg[n],s[n];
doubleaa,ib;
double*ft,*xk1,*g1,*g2,*xx,*x0=xk;
doublefi;
inti,j,k;
ft=（double*）malloc（sizeof（double））;
xk1=（double*）malloc（n*sizeof（double））;
s[i]=0;
for（j=0;
j<
j++）
h[i][j]=0;
if（j==i）h[i][j]=1;
g1=gradient（xk）;
fi=fny（xk）;
x0=xk;
for（k=0;
k<
k++）
ib=0;
if（ia==1）{xx=xk;
i++）s[i]=0;
s[i]+=-h[i][j]*g1[j];
aa=lagrange（xk,ft,s）;
xk1=iterate（xk,aa,s）;
g2=gradient（xk1）;
if（（fabs（g2[i]）>
=ac）&
&
（fabs（g2[i]-g1[i]）>
=ac））
{ib=ib+1;
if（ib==0）{xx=xk1;
fi=*ft;
if（k==n-1）
{intj;
xk=xk1;
g1=g2;
k=-1;
{
intj;
doublea1=0,a2=0;
dg[i]=g2[i]-g1[i];
dx[i]=xk1[i]-xk[i];
u[i]=0;
v[i]=0;
u[i]=u[i]+dg[j]*h[j][i];
v[i]=v[i]+dg[j]*h[i][j];
a1+=dx[j]*dg[j];
a2+=v[j]*dg[j];
if（fabs（a1）!
=0）
a2=1+a2/a1;
h[i][j]+=（a2*dx[i]*dx[j]-v[i]*dx[j]-dx[i]*u[j]）/a1;
fi）{*ft=fi;
xx=xk;
xk=x0;
returnxx;
voidmain（）
intk;
double*xx,f;
doublexk[n]={1,1};
xx=bfgs（xk）;
f=fny（xx）;
\n\nTheOptimalDesignResultIs:
\n"
{printf（"
\n\tx[%d]*=%f"
k+1,xx[k]）;
\n\tf*=%f"
f）;
getch（）;
五、鲍威尔法
#include"
stdlib.h"
doubleobjf（doublex[]）
{doubleff;
ff=x[0]*x[0]+2*x[1]*x[1]-4*x[0]-2*x[0]*x[1];
return（ff）;
voidjtf（doublex0[],doubleh0,doubles[],intn,doublea[],doubleb[]）
{inti;
double*x[3],h,f1,f2,f3;
for（i=0;
3;
x[i]=（double*）malloc（n*sizeof（double））;
h=h0;
*（x[0]+i）=x0[i];
f1=objf（x[0]）;
*（x[1]+i）=*（x[0]+i）+h*s[i];
f2=objf（x[1]）;
{h=-h0;
*（x[2]+i）=*（x[0]+i）;
f3=f1;
{*（x[0]+i）=*（x[1]+i）;
*（x[1]+i）=*（x[2]+i）;
for（;
）
{h=2.*h;
*（x[2]+i）=*（x[1]+i）+h*s[i];
f3=objf（x[2]）;
f3）
else
{for（i=0;
if（h<
0.）
{a[i]=*（x[2]+i）;
b[i]=*（x[0]+i）;
{a[i]=*（x[0]+i）;
b[i]=*（x[2]+i）;
free（x[i]）;
doublegold（doublea[],doubleb[],doubleeps,intn,doublexx[]）
inti;
doublef1,f2,*x[2],ff,q,w;
2;
x[i]=（double*）malloc（n*sizeof（double））;
{*（x[0]+i）=a[i]+0.618*（b[i]-a[i]）;
*（x[1]+i）=a[i]+0.382*（b[i]-a[i]）;
{if（f1>
{for（i=0;
{b[i]=*（x[0]+i）;
*（x[0]+i）=*（x[1]+i）;
*（x[1]+i）=a[i]+0.382*（b[i]-a[i]）;
{a[i]=*（x[1]+i）;
*（x[1]+i）=*（x[0]+i）;
f2=f1;
*（x[0]+i）=a[i]+0.618*（b[i]-a[i]）;
q=0;
q=q+（b[i]-a[i]）*（b[i]-a[i]）;
w=sqrt（q）;
}while（w>
eps）;
xx[i]=0.5*（a[i]+b[i]）;
ff=objf（xx）;
free（x[i]）;
return（ff）;
doubleoneoptim（doublex0[],doubles[],doubleh0,doubleepsg,intn,doublex[]）
{double*a,*b,ff;
a=（double*）malloc（n*sizeof（double））;
b=（double*）malloc（n*sizeof（double））;
jtf（x0,h0,s,n,a,b）;
ff=gold（a,b,epsg,n,x）;
free（a）;
free（b）;
doublepowell（doublep[],doubleh0,doubleeps,doubleepsg,intn,doublex[]）
{inti,j,m;
double*xx[4],*ss,*s;
doublef,f0,f1,f2,f3,fx,dlt,df,sdx,q,d;
ss=（double*）malloc（n*（n+1）*sizeof（double））;
s=（double*）malloc（n*sizeof（double））;
for（i=0;
{for（j=0;
=n;
*（ss+i*（n+1）+j）=0;
*（ss+i*（n+1）+i）=1;
4;
xx[i]=（double*）malloc（n*sizeof（double））;
*（xx[0]+i）=p[i];
{for（i=0;
{*（xx[1]+i）=*（xx[0]+i）;
x[i]=*（xx[1]+i）;
f0=f1=objf（x）;
dlt=-1;
for（j=0;
{*（xx[0]+i）=x[i];
*（s+i）=*（ss+i*（n+1）+j）;
f=oneoptim（xx[0],s,h0,epsg,n,x）;
df=f0-f;
if（df>
dlt）
{dlt=df;
m=j;
sdx=0.;
sdx=sdx+fabs（x[i]-（*（xx[1]+i）））;
if（sdx<
eps）
{free（ss）;
free（s）;
free（xx[i]）;
return（f）;
*（xx[2]+i）=x[i];
f2=f;
{*（xx[3]+i）=2.*（*（xx[2]+i）-（*（xx[1]+i）））;
x[i]=*（xx[3]+i）;
fx=objf（x）;
f3=fx;
q=（f1-2*f2+f3）*（f1-f2-dlt）*（f1-f2
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