用python实现遗传平衡和遗传漂变的计算机模拟:每个群体的大小分别选取10,20,50, 100,1000,10000;遗传的代数分别选取1、2、3、5、10,50,100,500,1000。
时间: 2024-06-13 10:08:47 浏览: 145
用于模拟、游戏或一般机器学习问题的遗传学习算法实现_python_代码_下载
遗传平衡和遗传漂变是遗传算法中的两个重要概念。遗传平衡指的是在遗传算法中,通过选择、交叉和变异等操作,使得种群中的个体逐渐趋于最优解,同时避免过早陷入局部最优解。而遗传漂变则是指由于随机性和变异率等因素,种群中的个体可能会发生不可预测的变化,从而导致种群的多样性和稳定性下降。
下面是一个简单的Python实现,用于模拟遗传平衡和遗传漂变的计算机模拟:
```python
import numpy as np
# 定义遗传算法的参数
DNA_SIZE = 24
POP_SIZE = 100
CROSSOVER_RATE = 0.8
MUTATION_RATE = 0.005
N_GENERATIONS = 100
# 定义种群大小和遗传代数的列表
pop_sizes = [10, 20, 50, 100, 1000, 10000]
n_generations = [1, 2, 3, 5, 10, 50, 100, 500, 1000]
# 定义种群初始化函数
def init_pop(pop_size):
return np.random.randint(2, size=(pop_size, DNA_SIZE))
# 定义适应度函数
def fitness(pop):
return np.sum(pop, axis=1)
# 定义选择函数
def select(pop, fitness):
idx = np.random.choice(np.arange(POP_SIZE), size=POP_SIZE, replace=True, p=(fitness)/(fitness.sum()))
return pop[idx]
# 定义交叉函数
def crossover(parent, pop):
if np.random.rand() < CROSSOVER_RATE:
i_ = np.random.randint(0, POP_SIZE, size=1)
cross_points = np.random.randint(0, 2, size=DNA_SIZE).astype(np.bool)
parent[cross_points] = pop[i_, cross_points]
return parent
# 定义变异函数
def mutate(child):
for point in range(DNA_SIZE):
if np.random.rand() < MUTATION_RATE:
child[point] = 1 - child[point]
return child
# 遍历不同的种群大小和遗传代数
for pop_size in pop_sizes:
for n_generation in n_generations:
# 初始化种群
pop = init_pop(pop_size)
# 进化
for i in range(n_generation):
# 计算适应度
fit = fitness(pop)
# 选择
parents = select(pop, fit)
# 复制
pop_copy = parents.copy()
# 交叉和变异
for parent in parents:
child = crossover(parent, pop)
child = mutate(child)
pop_copy = np.vstack((pop_copy, child))
# 更新种群
pop = pop_copy
# 输出结果
print("Population size: %d, Number of generations: %d, Best fitness: %d" % (pop_size, n_generation, np.max(fitness(pop))))
```
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