1、WORD格式智能優化算法第一次作業- 遺傳算法洪文杰S151000853問題：用遺傳算法求解f(x)=xsin(10 *x)+2.0 的最大值， x 取 -1,2.一、分析：遺傳算法根本思路二、實例簡介1. 產生初始種群專業資料整理WORD格式s1=13(01101)專業資料整理WORD格式s2=24(11000)s3=8(01000)s4=19(10011)2. 計算適應度假定適應度為f(s)=s2，那么f(s1)=f(13)=132=169f(s2)=f(24)=242=576f(s3)=f(8)=82= 64f(s4)=f(19)=192=3613. 選擇染色體的選擇概率為：專業資料整理

2、WORD格式染色體的累計概率為：專業資料整理WORD格式根據上面的式子，可得到：專業資料整理WORD格式例如設從區間0,1中產生4 個隨機數:專業資料整理WORD格式r1=0.450126,r2=0.110347r3=0.572496,r4=0.98503專業資料整理WORD格式4. 穿插根本遺傳算法SGA 中穿插算子采用單點穿插算子。單點穿插運算專業資料整理WORD格式5. 變異專業資料整理WORD格式6. 至下一代，適應度計算選擇穿插變異，直至滿足終止條件專業資料整理WORD格式三、解決問題專業資料整理WORD格式初始化輸入種群大小，穿插概率，變異概率等條件根據精度編碼將區間-1,2 分成

3、 Num份，再通過Num 求解種群基因個數 -1,2 用二進制等分計算每個個體的適應度，該題適應度函數就是f(X)根據適應度求解積累概率，并用輪盤賭法選著個體產生備選種群在備選種群中，利用穿插概率，隨機選擇個體，再隨機選擇穿插點進行單點穿插，形成穿插后的種群在穿插后種群中，利用變異概率，隨機選擇個體，再隨機選擇變異點進展單點變異，形成變異后的種群是否輸出結果最大是否到達值。迭代次數專業資料整理WORD格式四、實驗結果源代碼：專業資料整理WORD格式/* 問題：用遺傳算法求解f(x)=xsin(10 *x)+2.0 的最大值，/* 洪文杰2021-3-9. 智能優化算法第一次作業 */#incl

4、ude<iostream>/#includ<stdio.h>#include<stdlib.h>#include<math.h>#include<time.h>#include<float.h>using namespace std;#define NUMBER 50/ 種群規模#define GENE_NUMBER 10000/ 迭代次數int UnitNUMBER30;/初始種群int Unit_chooseNUMBER30;/選擇、穿插、變異后的種群int NumberNUMBER;/ 被選擇的個體編號float F

5、itnessNUMBER;/ 適應度float select_probabilityNUMBER;/選擇概率float accumula_probabilityNUMBER ;/積累概率float f_max=0.0;/ 最大值float f_x=0.0;/ 最大值對應的自變量int hwj_coding(int start,int end);/編碼void hwj_initial_population(int num);/產生初始種群x 取 -1,2.*/專業資料整理WORD格式void hwj_fitness(int num);/適應度計算void hwj_choose();/ 選擇個體專

6、業資料整理WORD格式int hwj_binary_search(int l, int r,float temp);/查找選擇/void hwj_N_M(int a,int b,int N, int M);/從 M 個數中選N 個不一樣的數void hwj_cross(int num,float cross);/穿插后的得到種群void hwj_aberrance(int num,float aberrance);/變異后的得到的種群void hwj_max(int num);/找到最適應的個體int main()int strat,end;/ 區間int Num;/ 編碼大小float cr

7、oss=0.8;/ 穿插概率float aberrance = 0.04;/ 變異概率int key=1;cout<<" 請輸入求解區間:"<<endl;cin>>strat>>end;Num=hwj_coding(strat,end);cout<<"Num:"<<Num<<endl;/cout<<"-1-"<<endl;hwj_initial_population(Num);/cout<<"-2初始種群

8、-"<<endl;/*for(int i=0;i<NUMBER;i+)for(int j=0;j<Num;j+)cout<<Unitij<<' 'cout<<endl;專業資料整理WORD格式/*/while(key!=GENE_NUMBER)hwj_fitness(Num);cout<<"-3適應度-"<<endl;專業資料整理WORD格式/ for(int i=0;i<NUMBER;i+)/ cout<<Fitnessi<<endl

9、;/ hwj_choose();/cout<<"-4被選擇的個體 -"<<endl;/*for(int i=0;i<NUMBER;i+)for(int j=0;j<Num;j+)cout<<Unit_chooseij<<' 'cout<<endl;*/hwj_cross(Num,cross);/*cout<<"-5穿插后的種群 -"<<endl;for(int i=0;i<NUMBER;i+)for(int j=0;j<Num;j+

10、)專業資料整理WORD格式cout<<Unitij<<' 'cout<<endl;專業資料整理WORD格式/*/hwj_aberrance(Num,aberrance);cout<<"-6變異后的種群for(int i=0;i<NUMBER;i+)for(int j=0;j<Num;j+)cout<<Unitij<<' '-"<<endl;專業資料整理WORD格式cout<<endl;*/key+;hwj_max(Num);專業資料整理

11、WORD格式cout<<" 最大值是對應的 cout<<f_x<<endl;x 值是 :"<<endl;專業資料整理WORD格式cout<<" 最大值為 :"<<f_max<<endl;return 0;int hwj_coding(int start,int end)/種群編碼float precision;int temp=2;int sum;int N=1;cout<<" 請輸入精度X圍:"<<endl;cin>&g

12、t;precision;if(precision=0)cout<<" 對不起精度不能為零:"<<endl;return 0;elsesum=(end-start)/precision;cout<<"sum:"<<sum<<endl;while(temp<sum)temp*=2;N+;return N;專業資料整理WORD格式void hwj_initial_population(int num)/生成初始種群srand(time(NULL);for(int i=0;i<NUMBER;

13、i+)for(int j=0;j<num;j+)Unitij=rand()%2;void hwj_fitness(int num)/計算適應度float sum;int temp;for(int i=0;i<NUMBER;i+)temp=1;sum=0.0;for(int j=num-1;j>=0;j-)sum+=Unitij*temp;temp*=2.0;Fitnessi=sum*3/(temp-1.0)-1.0;/ cout<<Fitnessi;/ cout<<"-+"Fitnessi=Fitnessi*sin(10*3.141

14、5926*Fitnessi)+2.0;/ cout<<Fitnessi<<endl;int hwj_binary_search(int l,int r,float temp)for(int i=0;i<NUMBER;i+)if(temp<=accumula_probabilityi&&temp>accumula_probabilityi-1) return i;return -1;void hwj_choose()/ 選擇個體float sum=0.0;float temp;int i;for(i=0;i<NUMBER;i+)su

15、m+=Fitnessi;select_probability0=Fitness0/sum;temp=accumula_probability0=select_probability0;for(i=1;i<NUMBER;i+)專業資料整理WORD格式select_probabilityi=Fitnessi/sum;temp+=select_probabilityi;accumula_probabilityi=temp;/ cout<<accumula_probabilityi<<endl;for(i=0;i<NUMBER;i+)/ srand(time(NUL

16、L);temp=(rand()%1000000)/1000000.0;/ cout<<temp;Numberi=hwj_binary_search(0,NUMBER,temp);/ cout<<Numberi<<endl; for(int j=0;j<NUMBER;j+)Unit_chooseij=UnitNumberij;/*void hwj_N_M(int a,int b,int N,int M)/從 M 個數中選 N 個不一樣的數 int i=1;srand(time(NULL);a0=rand()%M;ba0=1;while(i!=N)ai=r

17、and()%M;if(bai=0)i+;bai=1;cout<<ai<<endl;/ cout<<ai<<' '<<bai<<endl;*/voidhwj_cross(int num,float cross)/穿插后的得到種群int num_cross=NUMBER*cross;int k;/ 穿插點int i , j;if(num_cross%2!=0)num_cross=num_cross+1;/ 需要穿插的個體數int croNUMBER;/ 被穿插的個體編號int tempNUMBER;/ 是否穿插

18、數組一覽for(i=0;i<NUMBER;i+)croi=-1;tempi=0;專業資料整理WORD格式/ hwj_N_M(cro,temp,num_cross,NUMBER); srand(time(NULL);cro0=rand()%NUMBER;tempcro0=1;i=1;while(i!=num_cross)croi=rand()%NUMBER;if(tempcroi=0)tempcroi=1;i+;/ for(int i=0;i<NUMBER;i+)/ cout<<tempi<<""<<croi<<en

19、dl;/ / cout<<num_cross<<endl; for(i=0;i<num_cross/2;i+)srand(time(NULL);k=rand()%num;for(j=0;j<num;j+)if(j<=k)Unitij=Unit_choosecronum_cross-ij;Uniti+num_cross/2j=Unit_choosecroij;elseUnitij=Unit_choosecroij;Uniti+num_cross/2j=Unit_choosecroij;for(i=0;i<NUMBER;i+)/ cout<<tempi<<endl;if(tempi=0)for(j=0;j<num;j+)Unitnum_crossj=Unit_chooseij;num_cross+;void hwj_aberrance(int num,float aberrance)/變異后的得到的種群 int num_aberrance=NUMBER*aberrance;/ 變異的個體數int k;/ 變異點專業資料整理WORD格式int abeNUMBER;/ 變異的個體編號int t