用C++写一个差分进化算法的实现
时间: 2023-10-13 21:06:40 浏览: 78
差分进化算法是一种全局优化算法,主要用于求解非线性优化问题。以下是用C++实现差分进化算法的示例代码:
```c++
#include <iostream>
#include <cstdlib>
#include <ctime>
#include <cmath>
using namespace std;
const int NP = 50; // 种群大小
const int NGEN = 1000; // 迭代次数
const double CR = 0.5; // 交叉概率
const double F = 0.5; // 缩放因子
double rand01() { return (double)rand() / (double)RAND_MAX; }
// 计算函数值,这里以Rastrigin函数为例
double func(double* x)
{
double sum = 0.0;
for (int i = 0; i < 20; i++) {
sum += x[i] * x[i] - 10.0 * cos(2.0 * M_PI * x[i]);
}
return 10.0 * 20.0 + sum;
}
int main()
{
srand((unsigned int)time(NULL));
// 初始化种群
double pop[NP][20];
for (int i = 0; i < NP; i++) {
for (int j = 0; j < 20; j++) {
pop[i][j] = rand01() * 10.0 - 5.0;
}
}
// 迭代
for (int i = 0; i < NGEN; i++) {
for (int j = 0; j < NP; j++) {
// 随机选择3个不同的个体
int r1, r2, r3;
do { r1 = rand() % NP; } while (r1 == j);
do { r2 = rand() % NP; } while (r2 == j || r2 == r1);
do { r3 = rand() % NP; } while (r3 == j || r3 == r1 || r3 == r2);
// 产生新解
double trial[20];
for (int k = 0; k < 20; k++) {
if (rand01() < CR) {
trial[k] = pop[r1][k] + F * (pop[r2][k] - pop[r3][k]);
}
else {
trial[k] = pop[j][k];
}
}
// 选择
double f = func(trial);
if (f < func(pop[j])) {
for (int k = 0; k < 20; k++) {
pop[j][k] = trial[k];
}
}
}
}
// 输出最优解
double best[20];
double minf = 1e10;
for (int i = 0; i < NP; i++) {
double f = func(pop[i]);
if (f < minf) {
minf = f;
for (int j = 0; j < 20; j++) {
best[j] = pop[i][j];
}
}
}
cout << "最优解:";
for (int i = 0; i < 20; i++) {
cout << best[i] << " ";
}
cout << "函数值:" << minf << endl;
return 0;
}
```
这个实现使用了Rastrigin函数作为优化目标,种群大小为50,迭代次数为1000次。在迭代过程中,对于每个个体,随机选择3个不同的个体产生新解,然后通过比较新解的函数值和原个体的函数值来进行选择。最终输出最优解和函数值。