用遗传算法写一个矩形排样算法

时间: 2023-12-31 12:03:38 浏览: 101
好的,下面是一个简单的矩形排样遗传算法的示例代码(使用Python实现): ```python import random # 定义矩形类 class Rectangle: def __init__(self, width, height): self.width = width self.height = height # 定义个体类 class Individual: def __init__(self, rects): self.rects = rects self.fitness = 0 # 定义遗传算法类 class GeneticAlgorithm: def __init__(self, rects, pop_size, mutation_rate, generations): self.rects = rects self.pop_size = pop_size self.mutation_rate = mutation_rate self.generations = generations self.population = [] self.best_individual = None # 初始化种群 def init_population(self): for i in range(self.pop_size): rects = self.random_rects() individual = Individual(rects) self.population.append(individual) # 产生随机的矩形排样方案 def random_rects(self): rects = [] for rect in self.rects: if random.random() > 0.5: rects.append(Rectangle(rect.width, rect.height)) else: rects.append(Rectangle(rect.height, rect.width)) return rects # 计算个体的适应度 def evaluate_fitness(self, individual): area_sum = 0 for rect in individual.rects: area_sum += rect.width * rect.height width_sum = 0 for rect in individual.rects: width_sum += rect.width height_max = max([rect.height for rect in individual.rects]) fitness = area_sum / (width_sum * height_max) individual.fitness = fitness # 选择操作 def select(self): population_size = len(self.population) fitnesses = [individual.fitness for individual in self.population] total_fitness = sum(fitnesses) probabilities = [fitness / total_fitness for fitness in fitnesses] selected = [] for i in range(population_size): r = random.random() cumulative_probability = 0 for j in range(population_size): cumulative_probability += probabilities[j] if r < cumulative_probability: selected.append(self.population[j]) break return selected # 交叉操作 def crossover(self, parent1, parent2): point = random.randint(1, len(parent1.rects) - 1) child1 = parent1.rects[:point] + parent2.rects[point:] child2 = parent2.rects[:point] + parent1.rects[point:] return Individual(child1), Individual(child2) # 变异操作 def mutate(self, individual): for i in range(len(individual.rects)): if random.random() < self.mutation_rate: individual.rects[i] = Rectangle(individual.rects[i].height, individual.rects[i].width) # 进化操作 def evolve(self): self.init_population() for generation in range(self.generations): for individual in self.population: self.evaluate_fitness(individual) self.population.sort(key=lambda individual: individual.fitness, reverse=True) if not self.best_individual or self.best_individual.fitness < self.population[0].fitness: self.best_individual = self.population[0] selected = self.select() next_population = [] for i in range(self.pop_size // 2): parent1 = random.choice(selected) parent2 = random.choice(selected) child1, child2 = self.crossover(parent1, parent2) self.mutate(child1) self.mutate(child2) next_population.append(child1) next_population.append(child2) self.population = next_population return self.best_individual.rects ``` 使用示例: ```python # 定义矩形 rects = [Rectangle(3, 4), Rectangle(2, 5), Rectangle(6, 2), Rectangle(1, 1)] # 定义遗传算法对象 ga = GeneticAlgorithm(rects, pop_size=10, mutation_rate=0.1, generations=50) # 进化 best_rects = ga.evolve() # 输出排样方案 for rect in best_rects: print(rect.width, rect.height) ``` 以上是一个简单的矩形排样遗传算法的实现,可以根据需要进行修改和优化。
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