画图比较遗传算法优劣的python代码

时间: 2023-11-12 09:46:50 浏览: 96
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基于图的遗传算法_python_代码_下载

以下是一个简单的Python程序,用于比较遗传算法和随机搜索在解决函数优化问题中的表现: ```python import numpy as np import matplotlib.pyplot as plt def fitness_func(x): # 定义适应度函数,这里使用Rosenbrock函数作为例子 return sum(100*(x[1:]-x[:-1]**2)**2 +(1-x[:-1])**2) def init_pop(pop_size, n_dim): # 初始化种群 pop = np.random.rand(pop_size, n_dim) return pop def selection(pop, fitness): # 选择操作 idx = np.random.choice(np.arange(len(pop)), size=len(pop), replace=True, p=fitness/fitness.sum()) return pop[idx] def crossover(parents, n_offsprings): # 交叉操作 offsprings = np.zeros((n_offsprings, parents.shape[1])) for i in range(n_offsprings): idx1, idx2 = np.random.choice(np.arange(len(parents)), size=2, replace=False) cross_pt = np.random.randint(0, parents.shape[1]) offsprings[i, :cross_pt] = parents[idx1, :cross_pt] offsprings[i, cross_pt:] = parents[idx2, cross_pt:] return offsprings def mutation(offsprings, mut_rate): # 变异操作 for i in range(len(offsprings)): if np.random.rand() < mut_rate: mut_pt = np.random.randint(0, offsprings.shape[1]) offsprings[i, mut_pt] = np.random.rand() return offsprings def ga(pop_size, n_dim, n_gen, mut_rate): # 遗传算法主函数 pop = init_pop(pop_size, n_dim) best_fitness = [] for i in range(n_gen): fitness = np.array([fitness_func(x) for x in pop]) best_fitness.append(fitness.min()) parents = selection(pop, fitness) offsprings = crossover(parents, len(pop)-len(parents)) offsprings = mutation(offsprings, mut_rate) pop = np.vstack([parents, offsprings]) return best_fitness def random_search(n_trials, n_dim): # 随机搜索主函数 best_fitness = [] for i in range(n_trials): x = np.random.rand(n_dim) best_fitness.append(fitness_func(x)) return best_fitness if __name__ == '__main__': np.random.seed(0) pop_size = 50 n_dim = 10 n_gen = 100 mut_rate = 0.1 n_trials = 500 ga_results = ga(pop_size, n_dim, n_gen, mut_rate) rs_results = random_search(n_trials, n_dim) plt.plot(ga_results, label='GA') plt.plot(rs_results, label='Random Search') plt.legend() plt.xlabel('Generation/Trial') plt.ylabel('Best Fitness') plt.show() ``` 上述代码中,首先定义了一个Rosenbrock函数作为优化目标,然后实现了遗传算法和随机搜索两个函数。在主函数中,通过调用这两个函数来得到优化过程中的最佳适应度值。最后,使用matplotlib库将结果可视化。
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