遗传算法求函数最值(c语言实现

时间: 2023-09-09 17:14:41 浏览: 63
好的,我可以为您提供一个遗传算法求函数最值的C语言实现。下面是代码: ```c #include <stdio.h> #include <stdlib.h> #include <time.h> #include <math.h> #define POP_SIZE 100 // 种群数量 #define GENES_LEN 6 // 基因长度 #define CROSSOVER_RATE 0.7 // 交叉概率 #define MUTATION_RATE 0.001 // 变异概率 #define MAX_GENERATION 1000 // 最大迭代次数 // 随机生成一个二进制基因 int *generate_genes() { int *genes = (int *)malloc(GENES_LEN * sizeof(int)); for (int i = 0; i < GENES_LEN; i++) { genes[i] = rand() % 2; } return genes; } // 计算二进制基因所代表的十进制数值 double decode(int *genes) { double value = 0.0; for (int i = 0; i < GENES_LEN; i++) { value += genes[i] * pow(2, GENES_LEN - 1 - i); } return value; } // 计算目标函数的值 double fitness(double x) { return sin(10 * M_PI * x) / (2 * x) + pow(x - 1, 4); } // 计算种群中每个个体的适应度 double *calculate_fitness(int **pop) { double *fitness_values = (double *)malloc(POP_SIZE * sizeof(double)); for (int i = 0; i < POP_SIZE; i++) { double x = decode(pop[i]); fitness_values[i] = fitness(x); } return fitness_values; } // 从种群中选择两个个体进行交叉 void crossover(int *parent1, int *parent2, int *child1, int *child2) { if ((double)rand() / RAND_MAX < CROSSOVER_RATE) { int crossover_point = rand() % GENES_LEN; for (int i = 0; i < crossover_point; i++) { child1[i] = parent1[i]; child2[i] = parent2[i]; } for (int i = crossover_point; i < GENES_LEN; i++) { child1[i] = parent2[i]; child2[i] = parent1[i]; } } else { for (int i = 0; i < GENES_LEN; i++) { child1[i] = parent1[i]; child2[i] = parent2[i]; } } } // 对个体进行变异 void mutate(int *genes) { for (int i = 0; i < GENES_LEN; i++) { if ((double)rand() / RAND_MAX < MUTATION_RATE) { genes[i] = !genes[i]; } } } // 选择一个个体 int *select(double *fitness_values, int **pop) { double sum = 0.0; for (int i = 0; i < POP_SIZE; i++) { sum += fitness_values[i]; } double r = (double)rand() / RAND_MAX * sum; double s = 0.0; for (int i = 0; i < POP_SIZE; i++) { s += fitness_values[i]; if (s >= r) { return pop[i]; } } return pop[POP_SIZE - 1]; } // 打印最优解 void print_best(double best_x, double best_fitness, int generation) { printf("Generation %d: x = %lf, f(x) = %lf\n", generation, best_x, best_fitness); } int main() { srand(time(NULL)); // 初始化种群 int **pop = (int **)malloc(POP_SIZE * sizeof(int *)); for (int i = 0; i < POP_SIZE; i++) { pop[i] = generate_genes(); } // 开始迭代 double best_fitness = -1e100; double best_x = 0.0; for (int generation = 1; generation <= MAX_GENERATION; generation++) { double *fitness_values = calculate_fitness(pop); // 计算种群中最优解 for (int i = 0; i < POP_SIZE; i++) { double x = decode(pop[i]); double f = fitness(x); if (f > best_fitness) { best_fitness = f; best_x = x; } } print_best(best_x, best_fitness, generation); // 新种群 int **new_pop = (int **)malloc(POP_SIZE * sizeof(int *)); for (int i = 0; i < POP_SIZE; i++) { // 选择两个个体进行交叉 int *parent1 = select(fitness_values, pop); int *parent2 = select(fitness_values, pop); int *child1 = (int *)malloc(GENES_LEN * sizeof(int)); int *child2 = (int *)malloc(GENES_LEN * sizeof(int)); crossover(parent1, parent2, child1, child2); // 对交叉后的两个个体进行变异 mutate(child1); mutate(child2); new_pop[i] = child1; new_pop[i + 1] = child2; } // 释放旧种群 for (int i = 0; i < POP_SIZE; i++) { free(pop[i]); } free(pop); // 更新种群 pop = new_pop; free(fitness_values); } return 0; } ``` 这个程序使用遗传算法来求解一个函数的最值。其中,种群数量为100,每个个体的基因长度为6位,交叉概率为0.7,变异概率为0.001,最大迭代次数为1000次。您可以根据需要进行修改。

相关推荐

最新推荐

recommend-type

python 遗传算法求函数极值的实现代码

今天小编就为大家分享一篇python 遗传算法求函数极值的实现代码,具有很好的参考价值,希望对大家有所帮助。一起跟随小编过来看看吧
recommend-type

常用Hash算法(C语言的简单实现)

下面小编就为大家带来一篇常用Hash算法(C语言的简单实现)。小编觉得挺不错的,现在就分享给大家,也给大家做个参考。一起跟随小编过来看看吧
recommend-type

C语言模拟实现atoi函数的实例详解

主要介绍了C语言模拟实现atoi函数的实例详解的相关资料,atoi函数,主要功能是将一个字符串转变为整数,这里就实现这样的函数,需要的朋友可以参考下
recommend-type

C语言实现进制转换函数的实例详解

主要介绍了C语言实现进制转换函数的实例详解的相关资料,这里提供实现实例帮助大家实现改功能,需要的朋友可以参考下
recommend-type

实数FFT算法的设计及其C语言实现

本人结合自己的实际开发经验,研究了实数的FFT算法并给出具体的C语言函数,读者可以直接应用于自己的系统中。
recommend-type

zigbee-cluster-library-specification

最新的zigbee-cluster-library-specification说明文档。
recommend-type

管理建模和仿真的文件

管理Boualem Benatallah引用此版本:布阿利姆·贝纳塔拉。管理建模和仿真。约瑟夫-傅立叶大学-格勒诺布尔第一大学,1996年。法语。NNT:电话:00345357HAL ID:电话:00345357https://theses.hal.science/tel-003453572008年12月9日提交HAL是一个多学科的开放存取档案馆,用于存放和传播科学研究论文,无论它们是否被公开。论文可以来自法国或国外的教学和研究机构,也可以来自公共或私人研究中心。L’archive ouverte pluridisciplinaire
recommend-type

MATLAB柱状图在信号处理中的应用:可视化信号特征和频谱分析

![matlab画柱状图](https://img-blog.csdnimg.cn/3f32348f1c9c4481a6f5931993732f97.png) # 1. MATLAB柱状图概述** MATLAB柱状图是一种图形化工具,用于可视化数据中不同类别或组的分布情况。它通过绘制垂直条形来表示每个类别或组中的数据值。柱状图在信号处理中广泛用于可视化信号特征和进行频谱分析。 柱状图的优点在于其简单易懂,能够直观地展示数据分布。在信号处理中,柱状图可以帮助工程师识别信号中的模式、趋势和异常情况,从而为信号分析和处理提供有价值的见解。 # 2. 柱状图在信号处理中的应用 柱状图在信号处理
recommend-type

HSV转为RGB的计算公式

HSV (Hue, Saturation, Value) 和 RGB (Red, Green, Blue) 是两种表示颜色的方式。下面是将 HSV 转换为 RGB 的计算公式: 1. 将 HSV 中的 S 和 V 值除以 100,得到范围在 0~1 之间的值。 2. 计算色相 H 在 RGB 中的值。如果 H 的范围在 0~60 或者 300~360 之间,则 R = V,G = (H/60)×V,B = 0。如果 H 的范围在 60~120 之间,则 R = ((120-H)/60)×V,G = V,B = 0。如果 H 的范围在 120~180 之间,则 R = 0,G = V,B =
recommend-type

JSBSim Reference Manual

JSBSim参考手册,其中包含JSBSim简介,JSBSim配置文件xml的编写语法,编程手册以及一些应用实例等。其中有部分内容还没有写完,估计有生之年很难看到完整版了,但是内容还是很有参考价值的。