生成 遗传算法优化粒子群算法代码

时间: 2023-09-08 08:09:30 浏览: 45
以下是一个简单的遗传算法优化粒子群算法的代码示例(仅供参考): ```python import random # 粒子群算法类 class PSO: def __init__(self, particle_count, dimensions, fitness_func, max_iterations=100, c1=2.0, c2=2.0, w=1.0): self.particle_count = particle_count self.dimensions = dimensions self.fitness_func = fitness_func self.max_iterations = max_iterations self.c1 = c1 self.c2 = c2 self.w = w self.global_best_position = [0.0] * dimensions self.global_best_fitness = float("inf") self.particles = [] # 初始化粒子群 for i in range(particle_count): particle = Particle(dimensions) self.particles.append(particle) # 运行粒子群算法 def run(self): for i in range(self.max_iterations): for particle in self.particles: fitness = self.fitness_func(particle.position) if fitness < particle.best_fitness: particle.best_fitness = fitness particle.best_position = particle.position if fitness < self.global_best_fitness: self.global_best_fitness = fitness self.global_best_position = particle.position for particle in self.particles: particle.update_velocity(self.global_best_position, self.c1, self.c2, self.w) particle.update_position() # 粒子类 class Particle: def __init__(self, dimensions): self.position = [random.uniform(-5.0, 5.0) for i in range(dimensions)] self.velocity = [0.0] * dimensions self.best_position = self.position self.best_fitness = float("inf") # 更新速度 def update_velocity(self, global_best_position, c1, c2, w): for i in range(len(self.position)): r1 = random.random() r2 = random.random() cognitive_velocity = c1 * r1 * (self.best_position[i] - self.position[i]) social_velocity = c2 * r2 * (global_best_position[i] - self.position[i]) self.velocity[i] = w * self.velocity[i] + cognitive_velocity + social_velocity # 更新位置 def update_position(self): for i in range(len(self.position)): self.position[i] += self.velocity[i] # 适应度函数 def fitness_func(position): # TODO: 计算适应度值 return fitness_value # 遗传算法类 class GA: def __init__(self, population_size, dimensions, fitness_func, max_generations=100, crossover_rate=0.8, mutation_rate=0.1): self.population_size = population_size self.dimensions = dimensions self.fitness_func = fitness_func self.max_generations = max_generations self.crossover_rate = crossover_rate self.mutation_rate = mutation_rate self.population = [] self.best_individual = None self.best_fitness = float("inf") # 初始化种群 for i in range(population_size): individual = Individual(dimensions) self.population.append(individual) # 运行遗传算法 def run(self): for generation in range(self.max_generations): # 计算适应度值 for individual in self.population: fitness = self.fitness_func(individual.genes) individual.fitness = fitness if fitness < self.best_fitness: self.best_fitness = fitness self.best_individual = individual # 选择 new_population = [] total_fitness = sum([individual.fitness for individual in self.population]) for i in range(self.population_size): roulette_wheel_position = random.uniform(0, total_fitness) spin_wheel = 0 for individual in self.population: spin_wheel += individual.fitness if spin_wheel >= roulette_wheel_position: new_population.append(individual) break # 交叉 for i in range(0, self.population_size - 1, 2): if random.random() < self.crossover_rate: crossover_point = random.randint(1, self.dimensions - 2) new_population[i].genes[crossover_point:], new_population[i+1].genes[crossover_point:] = \ new_population[i+1].genes[crossover_point:], new_population[i].genes[crossover_point:] # 变异 for individual in new_population: for i in range(self.dimensions): if random.random() < self.mutation_rate: individual.genes[i] = random.uniform(-5.0, 5.0) self.population = new_population # 个体类 class Individual: def __init__(self, dimensions): self.genes = [random.uniform(-5.0, 5.0) for i in range(dimensions)] self.fitness = 0 # 运行示例 def main(): pso = PSO(particle_count=50, dimensions=10, fitness_func=fitness_func) pso.run() ga = GA(population_size=50, dimensions=10, fitness_func=fitness_func) ga.run() if __name__ == "__main__": main() ``` 在上述代码中,PSO 和 GA 分别实现了粒子群算法和遗传算法,并且均包含了相应的粒子/个体类。在主函数中,我们可以分别实例化 PSO 和 GA,并通过调用其 run() 方法来运行算法。请注意,上述代码仅为示例,实际应用中需要根据具体问题进行适当修改。

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