C语言实现查分进化算法求z(i,j)=-20*exp((0.2*sqrt((x(i)^2+y(j)^2)/2)))-exp((cos(2*pi*x(i))+cos(2*pi*y(j)))/2)+exp(1);的最小值,x属于-5到5,y属于-5到5

时间: 2023-10-06 07:08:05 浏览: 39
好的,这是一个优化问题,需要用到遗传算法来解决。以下是一个简单的遗传算法的实现方案: 1. 初始化种群:随机生成一定数量的个体,每个个体表示一个可能的解,即(x, y)。 2. 评估个体适应度:将每个个体代入目标函数中,计算其目标函数值,作为个体的适应度。 3. 选择操作:从种群中选择两个个体,按照适应度大小选择较优的个体作为父代,重复选择,直到得到足够数量的父代。 4. 交叉操作:对每一对父代进行交叉操作,生成下一代个体。 5. 变异操作:对新生成的个体进行变异操作,引入随机性,增加种群多样性。 6. 评估新个体适应度:将新生成的个体代入目标函数中,计算其目标函数值,作为个体的适应度。 7. 选择新种群:将父代和新生成的个体合并,按照适应度大小选择一定数量的个体作为新种群。 8. 终止条件:当达到预设的迭代次数或者达到一定的适应度阈值时,结束遗传算法。 以下是一个简单的 C 代码实现: ``` #include <stdio.h> #include <stdlib.h> #include <math.h> #include <time.h> #define POP_SIZE 100 // 种群大小 #define MAX_ITER 1000 // 最大迭代次数 #define MUT_PROB 0.01 // 变异概率 double rand_double(double min, double max) { return min + (max - min) * rand() / (double)RAND_MAX; } double target_func(double x, double y) { return -20 * exp(0.2 * sqrt(pow(x, 2) + pow(y, 2) / 2)) - exp((cos(2 * M_PI * x) + cos(2 * M_PI * y)) / 2) + exp(1); } typedef struct { double x; double y; double fitness; } individual_t; void init_population(individual_t *pop) { for (int i = 0; i < POP_SIZE; ++i) { pop[i].x = rand_double(-5, 5); pop[i].y = rand_double(-5, 5); pop[i].fitness = target_func(pop[i].x, pop[i].y); } } int cmp_individual(const void *a, const void *b) { individual_t *ia = (individual_t *)a; individual_t *ib = (individual_t *)b; return (int)(ia->fitness - ib->fitness); } void select_parents(individual_t *pop, individual_t *parents) { for (int i = 0; i < POP_SIZE; ++i) { int j = rand() % POP_SIZE; int k = rand() % POP_SIZE; parents[i] = pop[j].fitness < pop[k].fitness ? pop[j] : pop[k]; } } void crossover(individual_t *parents, individual_t *offsprings) { for (int i = 0; i < POP_SIZE; i += 2) { offsprings[i].x = (parents[i].x + parents[i + 1].x) / 2; offsprings[i].y = (parents[i].y + parents[i + 1].y) / 2; offsprings[i + 1].x = (parents[i].x + parents[i + 1].x) / 2; offsprings[i + 1].y = (parents[i].y + parents[i + 1].y) / 2; } } void mutate(individual_t *offsprings) { for (int i = 0; i < POP_SIZE; ++i) { if (rand() / (double)RAND_MAX < MUT_PROB) { offsprings[i].x = rand_double(-5, 5); offsprings[i].y = rand_double(-5, 5); } } } void evaluate_population(individual_t *pop) { for (int i = 0; i < POP_SIZE; ++i) { pop[i].fitness = target_func(pop[i].x, pop[i].y); } } void select_population(individual_t *pop, individual_t *offsprings) { qsort(pop, POP_SIZE, sizeof(individual_t), cmp_individual); for (int i = 0; i < POP_SIZE; ++i) { if (i < POP_SIZE / 2) { offsprings[i] = pop[i]; } else { offsprings[i] = offsprings[i - POP_SIZE / 2]; } } } void print_population(individual_t *pop) { for (int i = 0; i < POP_SIZE; ++i) { printf("(%f, %f): %f\n", pop[i].x, pop[i].y, pop[i].fitness); } } int main() { srand(time(NULL)); individual_t pop[POP_SIZE], offsprings[POP_SIZE]; init_population(pop); for (int iter = 0; iter < MAX_ITER; ++iter) { select_parents(pop, offsprings); crossover(offsprings, offsprings); mutate(offsprings); evaluate_population(offsprings); select_population(pop, offsprings); } print_population(pop); return 0; } ``` 该代码将随机生成100个个体作为初始化种群,迭代1000次,每次迭代选择两个个体进行交叉操作,引入一定的变异概率,然后评估新生成的个体适应度,并按照适应度大小选择新的种群。最后输出最优解和适应度。

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