请帮我用python写出一个遗传算法求函数最大值,函数值如下:x**2 * np.exp(-x/2) * ((math.sin(5 * (x**2))) ** 2)

时间: 2023-07-23 20:41:03 浏览: 100
好的,下面是一个使用Python实现的遗传算法求解函数最大值的示例代码: ``` import numpy as np import math import random # 定义目标函数 def fitness_func(x): return x**2 * np.exp(-x/2) * ((math.sin(5 * (x**2))) ** 2) # 初始化种群 def init_population(pop_size, chrom_length): population = np.zeros((pop_size, chrom_length)) for i in range(pop_size): population[i, :] = np.random.permutation(np.arange(chrom_length)) return population # 计算适应度 def cal_fitness(population): fitness_value = np.zeros((population.shape[0], 1)) for i in range(population.shape[0]): chrom = population[i, :] x = chrom2x(chrom) fitness_value[i, 0] = fitness_func(x) return fitness_value # 将染色体转换为实数 def chrom2x(chrom): x = np.zeros((1,)) for i in range(chrom.shape[0]): x += chrom[i] * (2 ** i) x = x / (2 ** chrom.shape[0] - 1) * 10 return x # 选择操作 def selection(population, fitness_value): idx = np.random.choice(population.shape[0], size=2, replace=False) if fitness_value[idx[0]] > fitness_value[idx[1]]: return population[idx[0], :] else: return population[idx[1], :] # 交叉操作 def crossover(parent1, parent2): child = np.zeros(parent1.shape) cross_point = np.random.randint(1, parent1.shape[0]) child[:cross_point] = parent1[:cross_point] child[cross_point:] = parent2[cross_point:] return child # 变异操作 def mutation(child, mutation_rate): for i in range(child.shape[0]): if np.random.rand() < mutation_rate: child[i] = 1 - child[i] return child # 遗传算法主函数 def GA(pop_size, chrom_length, max_iter, mutation_rate): population = init_population(pop_size, chrom_length) best_fitness = 0 best_chrom = np.zeros((chrom_length,)) for i in range(max_iter): fitness_value = cal_fitness(population) idx = np.argmax(fitness_value) if fitness_value[idx] > best_fitness: best_fitness = fitness_value[idx] best_chrom = population[idx, :] new_population = np.zeros((pop_size, chrom_length)) for j in range(pop_size): parent1 = selection(population, fitness_value) parent2 = selection(population, fitness_value) child = crossover(parent1, parent2) child = mutation(child, mutation_rate) new_population[j, :] = child population = new_population best_x = chrom2x(best_chrom) return best_x, best_fitness # 调用遗传算法函数求解函数最大值 best_x, best_fitness = GA(pop_size=100, chrom_length=10, max_iter=500, mutation_rate=0.01) print("最优解:x = %.4f, f(x) = %.4f" % (best_x, best_fitness)) ``` 这段代码使用遗传算法求解函数 `x**2 * np.exp(-x/2) * ((math.sin(5 * (x**2))) ** 2)` 的最大值,其中 `pop_size` 表示种群大小,`chrom_length` 表示染色体长度,`max_iter` 表示最大迭代次数,`mutation_rate` 表示变异概率。在 `GA` 函数中,我们首先初始化种群,然后循环进行选择、交叉和变异操作,直到达到最大迭代次数或找到最优解为止。 最后输出最优解的 `x` 值和函数最大值。你可以根据需要修改代码中的参数和函数,以获得更好的结果。
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翻译这段程序并自行赋值调用:import matplotlib.pyplot as plt import numpy as np import sklearn import sklearn.datasets import sklearn.linear_model def plot_decision_boundary(model, X, y): # Set min and max values and give it some padding x_min, x_max = X[0, :].min() - 1, X[0, :].max() + 1 y_min, y_max = X[1, :].min() - 1, X[1, :].max() + 1 h = 0.01 # Generate a grid of points with distance h between them xx, yy = np.meshgrid(np.arange(x_min, x_max, h), np.arange(y_min, y_max, h)) # Predict the function value for the whole grid Z = model(np.c_[xx.ravel(), yy.ravel()]) Z = Z.reshape(xx.shape) # Plot the contour and training examples plt.contourf(xx, yy, Z, cmap=plt.cm.Spectral) plt.ylabel('x2') plt.xlabel('x1') plt.scatter(X[0, :], X[1, :], c=y, cmap=plt.cm.Spectral) def sigmoid(x): s = 1/(1+np.exp(-x)) return s def load_planar_dataset(): np.random.seed(1) m = 400 # number of examples N = int(m/2) # number of points per class print(np.random.randn(N)) D = 2 # dimensionality X = np.zeros((m,D)) # data matrix where each row is a single example Y = np.zeros((m,1), dtype='uint8') # labels vector (0 for red, 1 for blue) a = 4 # maximum ray of the flower for j in range(2): ix = range(Nj,N(j+1)) t = np.linspace(j3.12,(j+1)3.12,N) + np.random.randn(N)0.2 # theta r = anp.sin(4t) + np.random.randn(N)0.2 # radius X[ix] = np.c_[rnp.sin(t), rnp.cos(t)] Y[ix] = j X = X.T Y = Y.T return X, Y def load_extra_datasets(): N = 200 noisy_circles = sklearn.datasets.make_circles(n_samples=N, factor=.5, noise=.3) noisy_moons = sklearn.datasets.make_moons(n_samples=N, noise=.2) blobs = sklearn.datasets.make_blobs(n_samples=N, random_state=5, n_features=2, centers=6) gaussian_quantiles = sklearn.datasets.make_gaussian_quantiles(mean=None, cov=0.5, n_samples=N, n_features=2, n_classes=2, shuffle=True, random_state=None) no_structure = np.random.rand(N, 2), np.random.rand(N, 2) return noisy_circles, noisy_moons, blobs, gaussian_quantiles, no_structure

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