写一个实现快速非支配排序的MATLAB程序
时间: 2024-05-11 22:18:16 浏览: 92
以下是一个简单的MATLAB程序,用于实现快速非支配排序(Fast Non-Dominated Sorting)算法:
```matlab
function [fronts, ranks] = fast_non_dominated_sort(population)
% 输入参数:
% population:一个矩阵,每一行代表一个个体,每一列代表一个目标函数值。
% 输出参数:
% fronts:一个细胞数组,每个元素代表一个前沿,其中包含了该前沿中的所有个体的下标。
% ranks:一个向量,每个元素代表相应个体的排序等级。
n = size(population, 1); % 总个体数
m = size(population, 2); % 目标函数数
S = cell(1, n); % S(i) 表示个体 i 支配的个体集合
n_i = zeros(1, n); % n_i(i) 表示支配个体 i 的个数
F{1} = []; % 第一前沿集合
for i = 1:n
S{i} = [];
n_i(i) = 0;
for j = 1:n
if all(population(i,:) <= population(j,:)) && any(population(i,:) < population(j,:))
S{i} = [S{i} j];
elseif all(population(j,:) <= population(i,:)) && any(population(j,:) < population(i,:))
n_i(i) = n_i(i) + 1;
end
end
if n_i(i) == 0
F{1} = [F{1} i];
end
end
k = 1; % 当前处理的前沿号
while ~isempty(F{k})
Q = [];
for i = F{k}
for j = S{i}
n_i(j) = n_i(j) - 1;
if n_i(j) == 0
Q = [Q j];
ranks(j) = k + 1;
end
end
end
k = k + 1;
fronts{k} = Q;
F{k} = Q;
end
end
```
该算法的输入参数为一个矩阵population,其中每一行代表一个个体,每一列代表一个目标函数值。输出参数为一个细胞数组fronts,其中每个元素代表一个前沿,其中包含了该前沿中的所有个体的下标;以及一个向量ranks,每个元素代表相应个体的排序等级。
该程序的实现过程如下:
1. 首先初始化每个个体的支配集合和支配个数。对于个体i,将其支配集合S(i)设为空集,将其支配个数n_i(i)设为0。同时初始化第一前沿F(1)为空集。
2. 对于每对个体i和j,如果i支配j,则将j加入i的支配集合S(i),同时将j的支配个数n_i(j)加1;如果j支配i,则将i的支配个数n_i(i)加1。
3. 找出所有不被任何个体支配的个体,将它们加入第一前沿F(1)中。
4. 从第一前沿F(1)开始,依次处理每个前沿。对于第k个前沿,将F(k)中所有个体支配的但不在前k-1个前沿中出现的个体加入第k+1个前沿中。同时,将这些个体的排序等级设为k+1。
5. 如果第k+1个前沿非空,则将其加入前沿集合中,并将其设为下一个待处理的前沿。如果第k+1个前沿为空,则说明已经找到了所有前沿,程序结束。
该算法的时间复杂度为O(MN^2),其中M为目标函数数,N为个体数。实际应用中,可以采用一些优化措施来提高运行效率。
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