区间粒子群算法代码,有注释
时间: 2023-07-16 22:14:04 浏览: 107
以下是一个简单的区间粒子群算法(Interval Particle Swarm Optimization,IPSO)代码示例,附有注释:
```
import random
# 定义区间粒子类
class IntervalParticle:
def __init__(self, dim, lower_bound, upper_bound):
self.dim = dim # 粒子维度
self.lower_bound = lower_bound # 粒子位置下界
self.upper_bound = upper_bound # 粒子位置上界
self.position = [] # 粒子位置
self.velocity = [] # 粒子速度
self.pbest = [] # 粒子历史最优位置
self.pbest_fitness = None # 粒子历史最优的适应度值
self.fitness = None # 粒子当前适应度值
# 初始化粒子位置和速度
for i in range(self.dim):
self.position.append(random.uniform(self.lower_bound[i], self.upper_bound[i]))
self.velocity.append(random.uniform(self.lower_bound[i] - self.upper_bound[i], self.upper_bound[i] - self.lower_bound[i]))
# 更新粒子速度和位置
def update(self, w, c1, c2, gbest):
for i in range(self.dim):
r1 = random.uniform(0, 1)
r2 = random.uniform(0, 1)
self.velocity[i] = w * self.velocity[i] + c1 * r1 * (self.pbest[i] - self.position[i]) + c2 * r2 * (gbest[i] - self.position[i])
self.position[i] = self.position[i] + self.velocity[i]
# 粒子位置需要在区间内
if self.position[i] < self.lower_bound[i]:
self.position[i] = self.lower_bound[i]
self.velocity[i] *= -1
elif self.position[i] > self.upper_bound[i]:
self.position[i] = self.upper_bound[i]
self.velocity[i] *= -1
# 更新粒子历史最优位置和适应度值
def update_pbest(self):
if self.pbest_fitness is None or self.fitness < self.pbest_fitness:
self.pbest = self.position.copy()
self.pbest_fitness = self.fitness
# 定义区间粒子群类
class IntervalPSO:
def __init__(self, dim, lower_bound, upper_bound, num_particles, max_iter):
self.dim = dim # 粒子维度
self.lower_bound = lower_bound # 粒子位置下界
self.upper_bound = upper_bound # 粒子位置上界
self.num_particles = num_particles # 粒子数目
self.max_iter = max_iter # 最大迭代次数
self.particles = [] # 粒子列表
self.gbest = None # 全局最优位置
self.gbest_fitness = None # 全局最优适应度值
# 初始化粒子群
for i in range(num_particles):
self.particles.append(IntervalParticle(dim, lower_bound, upper_bound))
# 计算粒子适应度值
def evaluate_fitness(self, func):
for particle in self.particles:
particle.fitness = func(particle.position)
# 更新全局最优位置和适应度值
def update_gbest(self):
for particle in self.particles:
if self.gbest_fitness is None or particle.pbest_fitness < self.gbest_fitness:
self.gbest = particle.pbest.copy()
self.gbest_fitness = particle.pbest_fitness
# 运行区间粒子群算法
def run(self, func, w=0.8, c1=1.5, c2=1.5):
# 初始化全局最优位置和适应度值
self.evaluate_fitness(func)
self.update_gbest()
# 迭代
for iter in range(self.max_iter):
for particle in self.particles:
# 更新粒子速度和位置
particle.update(w, c1, c2, self.gbest)
# 更新粒子历史最优位置和适应度值
particle.update_pbest()
# 更新全局最优位置和适应度值
self.update_gbest()
return self.gbest, self.gbest_fitness
```
在这个示例中,我们首先定义了一个 IntervalParticle 类来表示一个区间粒子,其中包含了粒子的位置、速度、历史最优位置、历史最优适应度值和当前适应度值等属性,以及更新位置和速度、更新历史最优位置和适应度值的方法。然后我们定义了一个 IntervalPSO 类来表示一个区间粒子群,其中包含了粒子数目、最大迭代次数、粒子列表、全局最优位置和适应度值等属性,以及计算适应度值、更新全局最优位置和运行算法的方法。
在运行算法时,我们首先需要初始化全局最优位置和适应度值,然后进行迭代。在每一次迭代中,我们遍历每个粒子,更新其速度和位置,更新其历史最优位置和适应度值,然后更新全局最优位置和适应度值。最后返回全局最优位置和适应度值作为算法的输出。
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