粒子群算法带注释的python代码

时间: 2023-09-16 14:06:37 浏览: 40
以下是粒子群算法的带注释的Python代码示例: ```python import random class Particle: def __init__(self, x_min, x_max, dim): # 初始化粒子的位置和速度 self.position = [random.uniform(x_min, x_max) for i in range(dim)] self.velocity = [0.0 for i in range(dim)] # 初始化个体最佳位置和适应值 self.best_position = self.position[:] self.best_fitness = float('inf') def update_velocity(self, global_best_position, w, c1, c2): # 更新粒子的速度 for i in range(len(self.position)): r1 = random.random() r2 = random.random() cognitive = c1 * r1 * (self.best_position[i] - self.position[i]) social = c2 * r2 * (global_best_position[i] - self.position[i]) self.velocity[i] = w * self.velocity[i] + cognitive + social def update_position(self, x_min, x_max): # 更新粒子的位置 for i in range(len(self.position)): self.position[i] += self.velocity[i] # 确保粒子的位置在搜索空间内 if self.position[i] < x_min: self.position[i] = x_min elif self.position[i] > x_max: self.position[i] = x_max def evaluate(self, fitness_func): # 计算粒子的适应值 self.fitness = fitness_func(self.position) # 更新个体最佳位置和适应值 if self.fitness < self.best_fitness: self.best_position = self.position[:] self.best_fitness = self.fitness class PSO: def __init__(self, fitness_func, dim, size, x_min, x_max, w, c1, c2): # 初始化粒子群的参数 self.fitness_func = fitness_func self.dim = dim self.size = size self.x_min = x_min self.x_max = x_max self.w = w self.c1 = c1 self.c2 = c2 # 初始化粒子群的粒子 self.particles = [Particle(x_min, x_max, dim) for i in range(size)] # 初始化全局最佳位置和适应值 self.global_best_position = self.particles[0].position[:] self.global_best_fitness = float('inf') def update(self, max_iter): # 粒子群更新迭代 for i in range(max_iter): # 更新每个粒子的速度和位置 for particle in self.particles: particle.update_velocity(self.global_best_position, self.w, self.c1, self.c2) particle.update_position(self.x_min, self.x_max) particle.evaluate(self.fitness_func) # 更新全局最佳位置和适应值 if particle.fitness < self.global_best_fitness: self.global_best_position = particle.position[:] self.global_best_fitness = particle.fitness # 输出每一代的全局最佳适应值 print(f'iter: {i}, best fitness: {self.global_best_fitness:.6f}') # 返回全局最佳位置和适应值 return self.global_best_position, self.global_best_fitness ``` 使用示例: ```python def fitness_func(x): # 适应值函数:Rastrigin函数 return sum([(xi**2 - 10 * math.cos(2 * math.pi * xi)) for xi in x]) + 10 * len(x) pso = PSO(fitness_func, dim=5, size=20, x_min=-5.12, x_max=5.12, w=0.8, c1=2.0, c2=2.0) best_position, best_fitness = pso.update(max_iter=50) print(f'best position: {best_position}') print(f'best fitness: {best_fitness:.6f}') ```

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