利用遗传算法求解工艺规划问题,给一个示例代码
时间: 2024-02-03 20:02:46 浏览: 86
以下是一个简单的示例代码,使用 Python 实现了一个基本的遗传算法来求解工艺规划问题:
```python
import random
# 定义工序
processes = ["A", "B", "C", "D", "E", "F", "G", "H", "I", "J"]
# 定义目标函数
def cost(solution):
# 根据工序安排计算成本
# 这里简化为随机生成一个实数作为成本
return random.random()
# 定义基因编码和种群大小
chromosome_length = len(processes)
population_size = 10
# 初始化种群
population = []
for i in range(population_size):
chromosome = [processes[j] for j in range(chromosome_length)]
random.shuffle(chromosome)
population.append(chromosome)
# 定义选择操作
def selection(population):
# 这里使用锦标赛选择算法,每次选择两个个体进行比较
# 并选择适应度更好的个体进入下一代
new_population = []
for i in range(population_size):
candidate1 = random.choice(population)
candidate2 = random.choice(population)
if cost(candidate1) < cost(candidate2):
new_population.append(candidate1)
else:
new_population.append(candidate2)
return new_population
# 定义交叉操作
def crossover(population):
# 这里使用单点交叉算法,随机选择两个个体进行交叉
# 并将交叉后的两个个体加入下一代
new_population = []
for i in range(0, population_size, 2):
parent1 = population[i]
parent2 = population[i+1]
crossover_point = random.randint(1, chromosome_length-1)
child1 = parent1[:crossover_point] + parent2[crossover_point:]
child2 = parent2[:crossover_point] + parent1[crossover_point:]
new_population.extend([child1, child2])
return new_population
# 定义变异操作
def mutation(population):
# 这里使用随机重排算法,随机选择某个个体的两个基因
# 并将其随机交换,从而实现变异
new_population = []
for chromosome in population:
if random.random() < 0.1:
i, j = random.sample(range(chromosome_length), 2)
chromosome[i], chromosome[j] = chromosome[j], chromosome[i]
new_population.append(chromosome)
return new_population
# 定义迭代次数和终止条件
max_iterations = 100
best_solution = None
best_cost = float("inf")
# 开始迭代
for i in range(max_iterations):
# 选择操作
population = selection(population)
# 交叉操作
population = crossover(population)
# 变异操作
population = mutation(population)
# 计算适应度并更新最优解
for chromosome in population:
c = cost(chromosome)
if c < best_cost:
best_solution = chromosome
best_cost = c
print("迭代次数:{},最优解:{},最优成本:{}".format(i+1, best_solution, best_cost))
```
在上面的代码中,我们首先定义了要进行工艺规划的工序集合和目标函数 `cost`。然后,我们定义了基因编码和种群大小,并初始化了一个随机种群。接下来,我们定义了选择、交叉和变异等遗传算法的操作。在每轮迭代中,我们先进行选择、交叉和变异操作,然后计算每个个体的适应度,并更新最优解。最后,我们输出迭代次数、最优解和最优成本。需要注意的是,这里的目标函数 `cost` 只是一个示例,实际情况下需要根据具体的问题设计一个合适的目标函数。
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