遗传算法求解迷宫寻宝藏问题,MATLAB代码

时间: 2023-09-11 15:10:50 浏览: 65
以下是一个用MATLAB实现遗传算法求解迷宫寻宝藏问题的代码: ```matlab % 迷宫地图 maze = [ 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0; 0, 1, 1, 1, 1, 1, 0, 0, 0, 0; 0, 0, 0, 0, 0, 1, 0, 0, 0, 0; 0, 0, 0, 1, 0, 1, 1, 1, 1, 0; 0, 0, 0, 1, 0, 0, 0, 0, 1, 0; 0, 0, 0, 1, 1, 1, 1, 0, 1, 0; 0, 0, 0, 0, 0, 0, 1, 0, 1, 0; 0, 0, 0, 1, 1, 1, 1, 0, 1, 0; 0, 0, 0, 1, 0, 0, 0, 0, 1, 0; 0, 0, 0, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 0; 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0 ]; % 起点和终点 start_pos = [2, 2]; end_pos = [10, 9]; % 移动操作 moves = {'up', 'down', 'left', 'right'}; % 遗传算法参数 POPULATION_SIZE = 50; GENERATIONS = 100; MUTATION_RATE = 0.1; % 生成随机个体 function individual = generate_individual() individual = randi(4, 1, 100); end % 计算适应度 function fitness = calculate_fitness(individual) x = start_pos(2); y = start_pos(1); for i = 1:length(individual) if strcmp(individual(i), 'up') y = y - 1; elseif strcmp(individual(i), 'down') y = y + 1; elseif strcmp(individual(i), 'left') x = x - 1; elseif strcmp(individual(i), 'right') x = x + 1; end if isequal([y, x], end_pos) fitness = 1; return; end if maze(y, x) == 1 fitness = 0; return; end end fitness = 0; end % 选择操作 function parents = selection(population) fitnesses = zeros(1, length(population)); for i = 1:length(population) fitnesses(i) = calculate_fitness(population{i}); end total_fitness = sum(fitnesses); probabilities = fitnesses / total_fitness; parents = cell(1, 2); for i = 1:2 idx = randsample(length(population), 1, true, probabilities); parents{i} = population{idx}; end end % 交叉操作 function children = crossover(parents) crossover_point = randi(99); child1 = [parents{1}(1:crossover_point), parents{2}(crossover_point+1:end)]; child2 = [parents{2}(1:crossover_point), parents{1}(crossover_point+1:end)]; children = {child1, child2}; end % 变异操作 function individual = mutation(individual) for i = 1:length(individual) if rand() < MUTATION_RATE individual(i) = randi(4); end end end % 遗传算法主函数 function genetic_algorithm() population = cell(1, POPULATION_SIZE); for i = 1:POPULATION_SIZE population{i} = generate_individual(); end for generation = 1:GENERATIONS new_population = cell(1, POPULATION_SIZE); for i = 1:2:POPULATION_SIZE parents = selection(population); children = crossover(parents); children{1} = mutation(children{1}); children{2} = mutation(children{2}); new_population{i} = children{1}; new_population{i+1} = children{2}; end population = new_population; fitnesses = zeros(1, length(population)); for i = 1:length(population) fitnesses(i) = calculate_fitness(population{i}); end [~, idx] = max(fitnesses); best_individual = population{idx}; fprintf('Generation: %d, Best individual: %s, Fitness: %d\n', generation, mat2str(best_individual), calculate_fitness(best_individual)); end end % 运行遗传算法 genetic_algorithm(); ``` 代码说明: 1. 首先定义了迷宫地图、起点和终点、移动操作等必要的变量。 2. 然后定义了几个遗传算法的基本操作函数,包括生成随机个体、计算适应度、选择、交叉、变异等。 3. 最后定义了遗传算法主函数,其中首先生成初始种群,然后进行多代进化,每一代都进行选择、交叉、变异等操作,最后输出每一代的最佳个体和适应度。 4. 运行遗传算法函数即可得到寻宝的最优路径。

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