C# 遗传算法求函数最大值

时间: 2023-12-01 22:42:11 浏览: 32
以下是使用C#实现遗传算法求解函数最大值的示例代码: ```csharp using System; namespace GeneticAlgorithm { class Program { static void Main(string[] args) { // 定义常量 const float CROSSOVER_RATE = 0.7F; // 交叉概率 const float MUTATION_RATE = 0.001F; // 变异概率 const int POP_SIZE = 100; // 种群大小 const int DELTA_LENGTH = 5; // 解小数点后的位数 const int X_LENGTH = DELTA_LENGTH + 2; // 整体长度 // 定义函数 float Function(float x) { return (float)(-1 * Math.Pow(x - 2,2) + 2); } // 定义个体类 class Individual { public float[] genes = new float[X_LENGTH]; public float fitness; public Individual() { // 随机初始化基因 for (int i = 0; i < X_LENGTH; i++) { genes[i] = (float)(-1 + 3 * new Random(Guid.NewGuid().GetHashCode()).NextDouble()); } } // 计算适应度 public void CalculateFitness() { float x = genes[0] * 10 + genes[1]; float y = Function(x); fitness = y; } // 交叉 public Individual Crossover(Individual partner) { Individual child = new Individual(); for (int i = 0; i < X_LENGTH; i++) { if (new Random(Guid.NewGuid().GetHashCode()).NextDouble() < CROSSOVER_RATE) { child.genes[i] = genes[i]; } else { child.genes[i] = partner.genes[i]; } } return child; } // 变异 public void Mutate() { for (int i = 0; i < X_LENGTH; i++) { if (new Random(Guid.NewGuid().GetHashCode()).NextDouble() < MUTATION_RATE) { genes[i] = (float)(-1 + 3 * new Random(Guid.NewGuid().GetHashCode()).NextDouble()); } } } } // 定义种群类 class Population { public Individual[] individuals = new Individual[POP_SIZE]; public Population() { // 初始化种群 for (int i = 0; i < POP_SIZE; i++) { individuals[i] = new Individual(); } } // 计算种群中每个个体的适应度 public void CalculateFitness() { for (int i = 0; i < POP_SIZE; i++) { individuals[i].CalculateFitness(); } } // 选择 public Individual Selection() { float sumFitness = 0; for (int i = 0; i < POP_SIZE; i++) { sumFitness += individuals[i].fitness; } float rand = (float)new Random(Guid.NewGuid().GetHashCode()).NextDouble() * sumFitness; float tempSum = 0; for (int i = 0; i < POP_SIZE; i++) { tempSum += individuals[i].fitness; if (tempSum > rand) { return individuals[i]; } } return individuals[POP_SIZE - 1]; } // 进化 public void Evolve() { Population newPopulation = new Population(); for (int i = 0; i < POP_SIZE; i++) { Individual parent1 = Selection(); Individual parent2 = Selection(); Individual child = parent1.Crossover(parent2); child.Mutate(); newPopulation.individuals[i] = child; } individuals = newPopulation.individuals; } // 获取最优解 public Individual GetBestIndividual() { Individual bestIndividual = individuals[0]; for (int i = 1; i < POP_SIZE; i++) { if (individuals[i].fitness > bestIndividual.fitness) { bestIndividual = individuals[i]; } } return bestIndividual; } } // 初始化种群 Population population = new Population(); // 进化 for (int i = 0; i < 1000; i++) { population.CalculateFitness(); population.Evolve(); } // 获取最优解 Individual bestIndividual = population.GetBestIndividual(); float xBest = bestIndividual.genes[0] * 10 + bestIndividual.genes[1]; float yBest = Function(xBest); // 输出结果 Console.WriteLine("x = " + xBest.ToString("F5") + ", y = " + yBest.ToString("F5")); } } } ```

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