补充上述代码中的布谷鸟算法、粒子群算法和遗传算法,其中布谷鸟算法的步长在0.9~1.0,突变概率为0.05~0.25,候选解数为25,最大迭代次数为100。粒子群算法和遗传算法的参数采用最常用的默认值。

时间: 2024-04-19 16:25:29 浏览: 15
下面是对上述代码进行补充,包括布谷鸟算法、粒子群算法和遗传算法的具体实现。请注意,这里只是一个示例,实际应用中可能需要根据具体问题进行调整和改进。 ```python import random import numpy as np # 布谷鸟算法 def cuckoo_search(obj_func, num_nests, num_iterations): step_size_min = 0.9 step_size_max = 1.0 mutation_prob_min = 0.05 mutation_prob_max = 0.25 num_candidates = 25 best_nest = None for _ in range(num_iterations): # 更新最好的鸟巢 if best_nest is None: best_nest = np.random.uniform(low=0, high=1, size=2) else: for _ in range(num_candidates): random_nest = best_nest + np.random.uniform(low=-1, high=1, size=2) * (step_size_max - step_size_min) random_nest = np.clip(random_nest, 0, 1) if obj_func(random_nest) < obj_func(best_nest): best_nest = random_nest # 更新步长和突变概率 step_size = step_size_min + (step_size_max - step_size_min) * random.random() mutation_prob = mutation_prob_min + (mutation_prob_max - mutation_prob_min) * random.random() # 随机选择一个蛋巢进行搜索 random_nest = np.random.uniform(low=0, high=1, size=2) new_nest = random_nest + np.random.standard_normal(size=2) * step_size new_nest = np.clip(new_nest, 0, 1) # 如果新的蛋巢更优,则替换原来的蛋巢 if obj_func(new_nest) < obj_func(random_nest): random_nest = new_nest return best_nest # 遗传算法 def genetic_algorithm(obj_func, population_size, num_generations): best_individual = None for _ in range(num_generations): # 初始化种群 population = np.random.uniform(low=0, high=1, size=(population_size, 2)) # 计算适应度 fitness_scores = [obj_func(individual) for individual in population] # 选择父代 parents = random.choices(population, weights=fitness_scores, k=population_size) # 交叉和变异 offspring = [] for _ in range(population_size): parent1, parent2 = random.sample(parents, 2) child = (parent1 + parent2) / 2 child += np.random.standard_normal(size=2) * 0.01 offspring.append(child) # 更新最佳个体 if best_individual is None: best_individual = population[0] else: for individual in population: if obj_func(individual) < obj_func(best_individual): best_individual = individual return best_individual # 粒子群优化算法 def particle_swarm_optimization(obj_func, num_particles, num_iterations): positions = np.random.uniform(low=0, high=1, size=(num_particles, 2)) velocities = np.random.uniform(low=0, high=1, size=(num_particles, 2)) global_best_position = positions[0] individual_best_positions = positions.copy() for _ in range(num_iterations): inertia_weight = 0.8 cognitive_weight = 1.5 social_weight = 1.5 for i in range(num_particles): velocities[i] = (inertia_weight * velocities[i] + cognitive_weight * np.random.uniform(0, 1) * (individual_best_positions[i] - positions[i]) + social_weight * np.random.uniform(0, 1) * (global_best_position - positions[i])) positions[i] += velocities[i] for i in range(num_particles): if obj_func(positions[i]) < obj_func(individual_best_positions[i]): individual_best_positions[i] = positions[i] if obj_func(positions[i]) < obj_func(global_best_position): global_best_position = positions[i] return global_best_position # 示例目标函数,这里使用一个简单的二维函数作为示例 def objective_function(x): return np.sum(np.square(x)) # 使用集成框架进行优化 def integrated_optimization(): num_nests = 10 num_generations = 10 num_particles = 10 # 使用布谷鸟算法进行全局搜索 global_best_nest = cuckoo_search(objective_function, num_nests, num_generations) # 使用遗传算法进行局部搜索 local_best_individual = genetic_algorithm(objective_function, num_nests, num_generations) # 使用粒子群优化算法进行微调 final_solution = particle_swarm_optimization(objective_function, num_particles, num_generations) print("Global best nest:", global_best_nest) print("Local best individual:", local_best_individual) print("Final solution:", final_solution) # 运行集成优化框架 integrated_optimization() ``` 请注意,这里只是一个示例,实际应用中可能需要根据具体问题进行调整和改进。同时,对于粒子群算法和遗传算法的参数设置,也可以根据具体问题和实验经验进行调整。

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