引力搜索算法python

引力搜索算法是一种用于求解优化问题的启发式搜索算法，通过模拟物体间的引力和斥力来搜索问题的最优解。以下是一个用Python实现的简单引力搜索算法：

首先，我们需要定义问题的目标函数和搜索空间。假设我们要求解的是一个二维优化问题，目标函数为f(x, y)，搜索空间为平面上的一个区域。

1. 初始化参数：设置搜索的粒子数目N，感应距离r，学习因子α和β，最大迭代次数max_iter。

2. 生成初始解集：随机生成N个粒子的初始位置，并计算每个粒子的适应度。

3. 迭代搜索：开始迭代搜索，直到达到最大迭代次数max_iter为止。

3.1 更新粒子位置：根据引力和斥力的作用，更新每个粒子的位置。

3.2 计算适应度：计算更新后的每个粒子的适应度。

3.3 更新最优解：更新全局最优解，找到适应度最高的粒子。

3.4 修正位置：对于超出搜索空间边界的粒子，进行位置修正。

4. 输出结果：输出全局最优解，即目标函数的最优解。

下面是一个简单的Python代码实现：

import random

def f(x, y):
    # 定义目标函数
    return x**2 + y**2

def gravity_search(N, r, alpha, beta, max_iter):
    # 初始化参数
    particles = []
    global_best = float('inf')
    best_particle = []

    # 生成初始解集
    for i in range(N):
        particle = [random.uniform(-r, r), random.uniform(-r, r)]
        particles.append(particle)

    # 迭代搜索
    for iter in range(max_iter):
        for i in range(N):
            # 更新粒子位置
            force_x = 0
            force_y = 0

            for j in range(N):
                if i != j:
                    dx = particles[j][0] - particles[i][0]
                    dy = particles[j][1] - particles[i][1]
                    r = (dx**2 + dy**2)**0.5

                    force_x += random.uniform(0, 1) * ((alpha * dx) - (beta * dx / r))
                    force_y += random.uniform(0, 1) * ((alpha * dy) - (beta * dy / r))

            particles[i][0] += force_x
            particles[i][1] += force_y

            # 计算适应度
            fitness = f(particles[i][0], particles[i][1])

            # 更新最优解
            if fitness < global_best:
                global_best = fitness
                best_particle = particles[i]

        # 修正位置
        for i in range(N):
            if particles[i][0] < -r:
                particles[i][0] = -r
            elif particles[i][0] > r:
                particles[i][0] = r

            if particles[i][1] < -r:
                particles[i][1] = -r
            elif particles[i][1] > r:
                particles[i][1] = r

    return best_particle

# 调用函数，并输出结果
best_solution = gravity_search(50, 5, 100, 100, 100)
print("最优解：", best_solution)
print("目标函数值：", f(best_solution[0], best_solution[1]))

这段代码是一个简化的引力搜索算法实现，通过迭代更新粒子位置和适应度，最终输出目标函数的最优解。根据实际问题的需要，可以进行相应的调整和优化。