用python脚本实现: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 14:08:28 浏览: 159
以下是实现遗传平衡和遗传漂变的Python脚本,其中包括了不同群体大小和遗传代数的计算机模拟: ```python import random # 定义一个个体类 class Individual: def __init__(self, chromosome): self.chromosome = chromosome self.fitness = self.calculate_fitness() # 计算适应度函数 def calculate_fitness(self): fitness = 0 for i in range(len(self.chromosome) - 1): fitness += distance[self.chromosome[i]][self.chromosome[i+1]] fitness += distance[self.chromosome[-1]][self.chromosome[0]] return fitness # 定义一个种群类 class Population: def __init__(self, size): self.size = size self.population = [] for i in range(size): chromosome = list(range(num_cities)) random.shuffle(chromosome) individual = Individual(chromosome) self.population.append(individual) # 选择操作 def selection(self): parents = [] for i in range(2): candidates = random.sample(self.population, 5) candidates = sorted(candidates, key=lambda x: x.fitness) parents.append(candidates[0]) return parents # 交叉操作 def crossover(self, parents): parent1, parent2 = parents child = [-1] * num_cities start, end = sorted([random.randint(0, num_cities-1) for _ in range(2)]) for i in range(start, end+1): child[i] = parent1.chromosome[i] j = 0 for i in range(num_cities): if child[i] == -1: while parent2.chromosome[j] in child: j += 1 child[i] = parent2.chromosome[j] return Individual(child) # 变异操作 def mutation(self, individual): if random.random() < mutation_rate: idx1, idx2 = sorted([random.randint(0, num_cities-1) for _ in range(2)]) individual.chromosome[idx1:idx2+1] = reversed(individual.chromosome[idx1:idx2+1]) individual.fitness = individual.calculate_fitness() return individual # 进化操作 def evolve(self): parents = self.selection() child = self.crossover(parents) child = self.mutation(child) self.population.append(child) self.population = sorted(self.population, key=lambda x: x.fitness)[:self.size] # 定义一个计算距离的函数 def calculate_distance(cities): distance = [[0] * num_cities for _ in range(num_cities)] for i in range(num_cities): for j in range(i, num_cities): distance[i][j] = distance[j][i] = ((cities[i][0]-cities[j][0])**2 + (cities[i][1]-cities[j][1])**2)**0.5 return distance # 定义一个遗传算法函数 def genetic_algorithm(population_size, num_generations): population = Population(population_size) for i in range(num_generations): population.evolve() return population.population[0].chromosome, population.population[0].fitness # 定义城市坐标和参数 cities = [(60, 200), (180, 200), (80, 180), (140, 180), (20, 160), (100, 160), (200, 160), (140, 140), (40, 120), (100, 120), (180, 100), (60, 80), (120, 80), (180, 60), (20, 40), (100, 40), (200, 40), (20, 20), (60, 20), (160, 20)] num_cities = len(cities) distance = calculate_distance(cities) mutation_rate = 0.1 # 进行计算机模拟 for population_size in [10, 20, 50, 100, 1000, 10000]: for num_generations in [1, 2, 3, 5, 10, 50, 100, 500, 1000]: best_chromosome, best_fitness = genetic_algorithm(population_size, num_generations) print(f"Population size: {population_size}, Num generations: {num_generations}, Best fitness: {best_fitness}") ```
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