moga算法的python代码示例

时间: 2024-03-17 10:39:13 浏览: 20
MOGA(多目标遗传算法)是一种用于解决多目标优化问题的进化算法。下面是一个简单的MOGA算法的Python代码示例: ```python import random # 定义目标函数 def objective_function(x): return [x[0]**2, (x[0]-2)**2] # 初始化种群 def initialize_population(population_size, num_variables): population = [] for _ in range(population_size): individual = [random.uniform(-5, 5) for _ in range(num_variables)] population.append(individual) return population # 计算个体的适应度值 def calculate_fitness(individual): objectives = objective_function(individual) return objectives # 非支配排序 def non_dominated_sort(population): fronts = [] ranks = [0] * len(population) domination_count = [0] * len(population) dominated_solutions = [[] for _ in range(len(population))] for i in range(len(population)): for j in range(i+1, len(population)): if dominates(population[i], population[j]): domination_count[j] += 1 dominated_solutions[i].append(j) elif dominates(population[j], population[i]): domination_count[i] += 1 dominated_solutions[j].append(i) if domination_count[i] == 0: ranks[i] = 0 if i not in fronts: fronts.append(i) while fronts: next_fronts = [] for i in fronts: for j in dominated_solutions[i]: domination_count[j] -= 1 if domination_count[j] == 0: ranks[j] = ranks[i] + 1 if j not in next_fronts: next_fronts.append(j) fronts = next_fronts return ranks # 判断个体是否支配另一个个体 def dominates(individual1, individual2): objectives1 = calculate_fitness(individual1) objectives2 = calculate_fitness(individual2) return all(obj1 <= obj2 for obj1, obj2 in zip(objectives1, objectives2)) and any(obj1 < obj2 for obj1, obj2 in zip(objectives1, objectives2)) # 选择操作 def selection(population, ranks, num_parents): parents = [] while len(parents) < num_parents: front = random.choice(ranks) front_individuals = [i for i in range(len(population)) if ranks[i] == front] best_individual = random.choice(front_individuals) parents.append(population[best_individual]) return parents # 交叉操作 def crossover(parents, offspring_size): offspring = [] while len(offspring) < offspring_size: parent1, parent2 = random.sample(parents, 2) child = [random.uniform(min(gene1, gene2), max(gene1, gene2)) for gene1, gene2 in zip(parent1, parent2)] offspring.append(child) return offspring # 变异操作 def mutation(offspring): mutated_offspring = [] for individual in offspring: mutated_individual = [gene + random.uniform(-0.5, 0.5) for gene in individual] mutated_offspring.append(mutated_individual) return mutated_offspring # MOGA算法主函数 def moga_algorithm(population_size, num_variables, num_generations): population = initialize_population(population_size, num_variables) for _ in range(num_generations): ranks = non_dominated_sort(population) parents = selection(population, ranks, population_size//2) offspring = crossover(parents, population_size - len(parents)) mutated_offspring = mutation(offspring) population = parents + mutated_offspring return population # 测试MOGA算法 population_size = 100 num_variables = 1 num_generations = 50 final_population = moga_algorithm(population_size, num_variables, num_generations) for individual in final_population: print(f"Individual: {individual}, Fitness: {calculate_fitness(individual)}") ``` 这是一个简单的MOGA算法的实现,其中包括目标函数的定义、种群初始化、适应度计算、非支配排序、选择、交叉和变异等操作。你可以根据自己的需求进行修改和扩展。希望对你有帮助!

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