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 07:08:47 浏览: 175
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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