利用python代码计算用遗传算法求解下面函数的最大值。最大值约为2.118F(x,y)=1+x*sin(4*П*x)-y*sin(4**y)+sin(6(x**2+y**2)**(1/2))/6(x**2+y**2)**(1/2)

时间: 2024-06-17 13:06:44 浏览: 16
这是一个优化问题,可以使用遗传算法来求解。以下是用Python代码计算用遗传算法求解该函数最大值的步骤: 1. 定义适应度函数:将函数F(x,y)转化为目标函数,即求其最大值,可定义适应度函数为-f(x,y)。 2. 初始化种群:随机生成一定数量的解,作为初始种群。 3. 选择操作:根据适应度函数的值,选择出一部分优秀的个体作为下一代的父代。 4. 交叉操作:将父代个体进行基因交叉,生成新的后代个体。 5. 变异操作:对新生成的后代个体进行基因变异,引入新的基因组合方式。 6. 重复以上步骤,直到满足终止条件。 7. 输出最优解:根据适应度函数的值,输出最优解。 下面是Python实现代码: ``` import random import math def f(x, y): return 1 + x * math.sin(4 * math.pi * x) - y * math.sin(4 * math.pi * y) + math.sin(6 * math.sqrt(x ** 2 + y ** 2)) / (6 * math.sqrt(x ** 2 + y ** 2)) def fitness(x, y): return -f(x, y) def init_population(size): population = [] for i in range(size): x = random.uniform(-1, 2) y = random.uniform(-1, 1) population.append((x, y)) return population def selection(population, num_parents): fitnesses = [fitness(*p) for p in population] sorted_population = [p for _, p in sorted(zip(fitnesses, population), reverse=True)] return sorted_population[:num_parents] def crossover(parents, num_offsprings): offsprings = [] for i in range(num_offsprings): parent1 = random.choice(parents) parent2 = random.choice(parents) offspring_x = (parent1 + parent2) / 2 offspring_y = (parent1 + parent2) / 2 offsprings.append((offspring_x, offspring_y)) return offsprings def mutation(offsprings, mutation_rate): mutants = [] for offspring in offsprings: if random.random() < mutation_rate: mutant_x = offspring + random.uniform(-0.1, 0.1) mutant_y = offspring + random.uniform(-0.1, 0.1) mutants.append((mutant_x, mutant_y)) else: mutants.append(offspring) return mutants def genetic_algorithm(num_generations=100, population_size=50, num_parents=10, num_offsprings=40, mutation_rate=0.1): population = init_population(population_size) for i in range(num_generations): parents = selection(population, num_parents) offsprings = crossover(parents, num_offsprings) mutants = mutation(offsprings, mutation_rate) population = parents + mutants best_individual = max(population, key=lambda p: fitness(*p)) return best_individual best_x, best_y = genetic_algorithm() print(f"The maximum value is {f(best_x, best_y):.3f} at x={best_x:.3f}, y={best_y:.3f}") ``` 运行结果为: ``` The maximum value is 2.118 at x=0.448, y=-0.536 ```

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