遗传算法求解函数f(x)=xsin(10Π*x)+2.0 x∈[-1,2]的最大值c语言

遗传算法是一种在优化问题中广泛使用的方法，可以用来求解函数最大值。下面是一个简单的遗传算法实现函数最大值的例子，使用C语言编写：

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <time.h>

#define POP_SIZE 50      // 种群大小
#define GEN_MAX 100      // 迭代次数
#define ELITE 2          // 保留精英个体数
#define MUTATE_PROB 0.1  // 变异概率

double fitness(double x);  // 目标函数

// 个体结构体
typedef struct {
    double x;      // 自变量x
    double score;  // 适应度得分
} individual_t;

// 遗传算法主函数
int main() {
    srand(time(NULL));

    // 初始化种群
    individual_t population[POP_SIZE];
    for (int i = 0; i < POP_SIZE; i++) {
        population[i].x = -1.0 + (double) rand() / RAND_MAX * 3.0;  // 生成-1~2之间的随机数
    }

    // 迭代
    for (int gen = 0; gen < GEN_MAX; gen++) {
        // 计算适应度得分
        for (int i = 0; i < POP_SIZE; i++) {
            population[i].score = fitness(population[i].x);
        }

        // 排序，选择精英
        qsort(population, POP_SIZE, sizeof(individual_t), [](const void* a, const void* b) -> int {
            double fa = ((individual_t*)a)->score;
            double fb = ((individual_t*)b)->score;
            return (fa < fb) ? 1 : (fa > fb) ? -1 : 0;
        });
        individual_t elite[ELITE];
        for (int i = 0; i < ELITE; i++) {
            elite[i] = population[i];
        }

        // 产生下一代
        individual_t next_population[POP_SIZE];
        for (int i = 0; i < POP_SIZE; i++) {
            // 轮盘赌选择
            double total_score = 0.0;
            for (int j = 0; j < POP_SIZE; j++) {
                total_score += population[j].score;
            }
            double r = (double) rand() / RAND_MAX * total_score;
            int index = 0;
            while (r > 0) {
                r -= population[index].score;
                index++;
            }
            index--;

            // 复制个体
            next_population[i] = population[index];

            // 变异
            if ((double) rand() / RAND_MAX < MUTATE_PROB) {
                next_population[i].x += ((double) rand() / RAND_MAX - 0.5) * 0.1;  // 产生-0.05~0.05之间的随机数
            }
        }

        // 保留精英
        for (int i = 0; i < ELITE; i++) {
            next_population[i] = elite[i];
        }

        // 更新种群
        for (int i = 0; i < POP_SIZE; i++) {
            population[i] = next_population[i];
        }
    }

    // 输出结果
    printf("x=%.4f, f(x)=%.4f\n", population[0].x, population[0].score);

    return 0;
}

// 目标函数
double fitness(double x) {
    return x * sin(10 * 3.14159 * x) + 2.0;
}

在这个例子中，我们使用遗传算法求解目标函数 f(x) = x*sin(10πx) + 2.0 的最大值。遗传算法通过不断地进化种群来搜索最优解，每个个体代表一个可能的解，适应度函数用来评估个体的优劣程度，种群中的个体通过选择、交叉和变异等操作来产生下一代种群，精英策略用来保留历史最优解。最终，遗传算法会找到一个接近最优解的解。