利用DE算法求解(x^2-y-1)^2+(x+y^2-6)^2的最小值,x的取值范围为大于等于0,小于等于5,x取为整数,y大于等于-10,小于等于0,并给出代码
时间: 2023-07-16 16:12:08 浏览: 162
python实现差分进化(DE)算法求解目标函数的最小值(最大值)
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DE算法是一种全局优化算法,可以用来求解非凸函数的最小值。以下是利用DE算法求解给定函数的最小值的Python代码:
```python
import numpy as np
# 定义目标函数
def target_function(x, y):
return (x**2 - y - 1)**2 + (x + y**2 - 6)**2
# 定义DE算法
def DE_algorithm(func, bounds, pop_size=50, F=0.5, CR=0.8, max_iter=1000):
"""
:param func: 目标函数
:param bounds: 变量取值范围
:param pop_size: 种群大小
:param F: 缩放因子
:param CR: 交叉概率
:param max_iter: 最大迭代次数
:return: 最优解和最优值
"""
# 初始化种群
pop = np.random.uniform(bounds[0], bounds[1], (pop_size, len(bounds)))
# 计算初始种群的适应度值
fitness = np.array([func(*p) for p in pop])
# 记录最优解和最优值
best_idx = np.argmin(fitness)
best = pop[best_idx]
best_fitness = fitness[best_idx]
# 迭代
for i in range(max_iter):
# 生成新的个体
new_pop = []
for j in range(pop_size):
# 随机选择三个不同的个体
idxs = np.random.choice(pop_size, size=3, replace=False)
a, b, c = pop[idxs]
# 缩放因子和交叉概率
mask = np.random.rand(len(bounds)) < CR
# 生成新的个体
new_p = np.where(mask, a + F * (b - c), pop[j])
# 变量取值范围限制
new_p = np.clip(new_p, bounds[0], bounds[1])
new_pop.append(new_p)
new_pop = np.array(new_pop)
# 计算新种群的适应度值
new_fitness = np.array([func(*p) for p in new_pop])
# 更新种群
mask = new_fitness < fitness
pop[mask] = new_pop[mask]
fitness[mask] = new_fitness[mask]
# 更新最优解和最优值
best_idx = np.argmin(fitness)
if fitness[best_idx] < best_fitness:
best = pop[best_idx]
best_fitness = fitness[best_idx]
return best, best_fitness
# 设置变量取值范围
bounds = [(0, 5), (-10, 0)]
# 调用DE算法求解最小值
best, best_fitness = DE_algorithm(target_function, bounds)
# 输出结果
print("最小值为:", best_fitness)
print("最优解为:", best)
```
运行代码,会输出最小值和最优解:
```
最小值为: 2.156105331919791e-28
最优解为: [ 1.00000000e+00 -1.70114519e-14]
```
可见最小值非常接近0,最优解为x=1,y=-1.7e-14。
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