遗传算法的板材开料优化,要求C#编写,切割宽度

时间: 2023-09-30 18:07:28 浏览: 49
以下是一个基于遗传算法的板材开料优化的C#代码示例,其中切割宽度为10: ```csharp using System; using System.Collections.Generic; namespace BoardCutting { class BoardCuttingGA { private int populationSize; // 种群大小 private double mutationRate; // 变异率 private double crossoverRate; // 交叉率 private int elitismCount; // 精英数量 private int tournamentSize; // 锦标赛大小 private int generationCount; // 迭代次数 private List<Chromosome> population; // 种群 private Random random; // 随机数生成器 private int boardWidth; // 板材宽度 private int boardHeight; // 板材高度 private List<Rect> rects; // 待加工零件 private int cuttingWidth; // 切割宽度 public BoardCuttingGA(int populationSize, double mutationRate, double crossoverRate, int elitismCount, int tournamentSize, int generationCount, int boardWidth, int boardHeight, List<Rect> rects, int cuttingWidth) { this.populationSize = populationSize; this.mutationRate = mutationRate; this.crossoverRate = crossoverRate; this.elitismCount = elitismCount; this.tournamentSize = tournamentSize; this.generationCount = generationCount; this.boardWidth = boardWidth; this.boardHeight = boardHeight; this.rects = rects; this.cuttingWidth = cuttingWidth; this.random = new Random(); } // 初始化种群 private void InitializePopulation() { population = new List<Chromosome>(); for (int i = 0; i < populationSize; i++) { Chromosome chromosome = new Chromosome(boardWidth, boardHeight, rects, cuttingWidth, random); population.Add(chromosome); } } // 计算适应度函数值 private void CalculateFitness() { foreach (Chromosome chromosome in population) { chromosome.CalculateFitness(); } } // 选择操作 private List<Chromosome> Selection() { List<Chromosome> selected = new List<Chromosome>(); for (int i = 0; i < elitismCount; i++) { selected.Add(GetFittest()); } for (int i = 0; i < populationSize - elitismCount; i++) { Chromosome parent1 = TournamentSelection(); Chromosome parent2 = TournamentSelection(); Chromosome child = Crossover(parent1, parent2); selected.Add(child); } return selected; } // 锦标赛选择 private Chromosome TournamentSelection() { List<Chromosome> tournament = new List<Chromosome>(); for (int i = 0; i < tournamentSize; i++) { tournament.Add(population[random.Next(populationSize)]); } return GetFittest(tournament); } // 获取适应度最高的个体 private Chromosome GetFittest(List<Chromosome> population = null) { if (population == null) { population = this.population; } Chromosome fittest = population[0]; for (int i = 1; i < population.Count; i++) { if (population[i].Fitness > fittest.Fitness) { fittest = population[i]; } } return fittest; } // 交叉操作 private Chromosome Crossover(Chromosome parent1, Chromosome parent2) { Chromosome child = new Chromosome(boardWidth, boardHeight, rects, cuttingWidth, random); for (int i = 0; i < child.Genes.Count; i++) { if (random.NextDouble() < crossoverRate) { child.Genes[i] = parent1.Genes[i]; } else { child.Genes[i] = parent2.Genes[i]; } } return child; } // 变异操作 private void Mutation() { foreach (Chromosome chromosome in population) { for (int i = 0; i < chromosome.Genes.Count; i++) { if (random.NextDouble() < mutationRate) { chromosome.Genes[i] = chromosome.GenerateGene(random); } } } } // 运行遗传算法 public Chromosome Run() { InitializePopulation(); for (int i = 0; i < generationCount; i++) { CalculateFitness(); List<Chromosome> selected = Selection(); population = selected; Mutation(); } return GetFittest(); } } } ``` 在上述代码中,Chromosome类表示染色体,包含基因序列和适应度值等属性和方法。Rect类表示待加工的零件,包含宽度、高度和对应的ID等属性。在初始化种群时,使用随机生成的基因序列来创建染色体。在计算适应度函数值时,统计每个染色体的废料率和材料利用率等指标,用于评估每个个体的优劣程度。在选择操作时,采用精英选择和锦标赛选择相结合的方式,选出适应度最高的个体作为父代,并进行交叉和变异操作,生成新的子代个体。最终,选取适应度最高的个体作为最优解输出。 需要注意的是,上述代码中的切割宽度是作为参数传入的,可以根据实际情况进行调整。

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