python实现遗传算法代码

时间: 2024-05-14 21:11:04 浏览: 28
遗传算法是一种优化算法,可以用来求解函数最大值或最小值问题。Python是一种非常适合编写遗传算法的编程语言。以下是一个简单的Python实现遗传算法的例子: 1. 初始化种群:生成一组随机的个体作为初始种群,每个个体都是由一组基因组成的。 2. 评估适应度:对每个个体计算其适应度,适应度越高表示该个体越优秀。 3. 选择:从当前种群中选择一部分个体作为下一代的父代,通常采用轮盘赌选择或者锦标赛选择方法。 4. 交叉:对父代个体进行交叉操作,产生新的后代个体。 5. 变异:对后代个体进行变异操作,引入一些随机因素,增加种群多样性。 6. 更新种群:用新的后代个体替换掉原来的父代个体,形成新的种群。 7. 重复上述过程,直到达到停止条件。 具体的Python代码如下: ```python import random # 初始化种群 def init_population(pop_size, chrom_size): population = [] for i in range(pop_size): chromosome = [random.randint(0, 1) for j in range(chrom_size)] population.append(chromosome) return population # 计算适应度 def fitness(chromosome): x = int(''.join([str(i) for i in chromosome]), 2) return x * x # 选择 def selection(population, fitness): fitness_sum = sum(fitness) probability = [f / fitness_sum for f in fitness] probability_sum = [sum(probability[:i+1]) for i in range(len(probability))] new_population = [] for i in range(len(population)): r = random.random() for j in range(len(probability_sum)): if r <= probability_sum[j]: new_population.append(population[j]) break return new_population # 交叉 def crossover(parent1, parent2, pc): if random.random() > pc: return parent1, parent2 pos = random.randint(0, len(parent1)-1) child1 = parent1[:pos] + parent2[pos:] child2 = parent2[:pos] + parent1[pos:] return child1, child2 # 变异 def mutation(child, pm): for i in range(len(child)): if random.random() < pm: child[i] = 1 - child[i] return child # 遗传算法主程序 def genetic_algorithm(pop_size, chrom_size, pc, pm, max_iter): population = init_population(pop_size, chrom_size) best_fitness = -float('inf') best_chromosome = None for i in range(max_iter): fitness_list = [fitness(chromosome) for chromosome in population] if max(fitness_list) > best_fitness: best_fitness = max(fitness_list) index = fitness_list.index(best_fitness) best_chromosome = population[index] population = selection(population, fitness_list) new_population = [] for j in range(0, len(population), 2): if j+1 < len(population): child1, child2 = crossover(population[j], population[j+1], pc) child1 = mutation(child1, pm) child2 = mutation(child2, pm) new_population.append(child1) new_population.append(child2) population = new_population return best_chromosome, best_fitness # 测试代码 if __name__ == '__main__': pop_size = 100 chrom_size = 8 pc = 0.8 pm = 0.01 max_iter = 100 best_chromosome, best_fitness = genetic_algorithm(pop_size, chrom_size, pc, pm, max_iter) print('Best Chromosome:', best_chromosome) print('Best Fitness:', best_fitness) ```

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