用python编写遗传算法代码求解设施布置。要求:目标函数为物流量与距离乘积最小。
时间: 2024-06-09 20:11:20 浏览: 76
关于求函数最值得遗传算法,用python编写
好的,我们可以按照以下步骤编写遗传算法代码:
1. 定义基因和个体
首先我们需要定义基因,这里我们可以将设施的位置作为基因。接着我们定义个体,个体是由若干个基因组成的,即代表设施位置的坐标。
2. 初始化种群
接着我们需要初始化种群,即随机生成一定数量的个体作为起始种群。
3. 计算适应度
我们可以将目标函数物流量与距离乘积最小作为适应度函数,即个体的适应度值越高,说明它的解越优秀。
4. 选择操作
我们可以采用轮盘赌选择算法,按照适应度值的大小将个体进行选择。
5. 交叉操作
交叉操作可以采用单点交叉或多点交叉,即将两个个体的基因序列进行交换,生成新的个体。
6. 变异操作
变异操作可以在个体基因序列中随机选取一个基因进行变异,变异方式可以是随机生成一个新的基因值,也可以是将该基因值在一定范围内进行微小的改变。
7. 迭代更新
将新的个体加入到种群中,再计算适应度值,进行选择、交叉和变异等操作,直至达到预定的迭代次数或找到满足条件的解为止。
下面是一个简单的遗传算法代码框架,你可以根据具体的问题进行修改和完善:
```python
import random
# 定义问题参数
facility_num = 10 # 设施数量
max_iter = 1000 # 最大迭代次数
# 定义基因和个体
class Gene:
def __init__(self, x, y):
self.x = x
self.y = y
class Individual:
def __init__(self, genes):
self.genes = genes
self.fitness = 0
# 计算适应度函数
def calc_fitness(self):
# TODO: 计算物流量与距离乘积最小值
self.fitness = 0
# 初始化种群
def init_population(pop_size):
population = []
for i in range(pop_size):
genes = []
for j in range(facility_num):
x = random.random()
y = random.random()
genes.append(Gene(x, y))
population.append(Individual(genes))
return population
# 选择操作
def selection(population):
# TODO: 轮盘赌选择算法
selected = []
return selected
# 交叉操作
def crossover(parent1, parent2):
# TODO: 单点交叉或多点交叉
child = None
return child
# 变异操作
def mutation(individual):
# TODO: 随机选取一个基因进行变异
return individual
# 遗传算法主程序
def genetic_algorithm(population):
for i in range(max_iter):
# 计算适应度
for individual in population:
individual.calc_fitness()
# 选择操作
selected = selection(population)
# 交叉操作
offspring = []
for j in range(len(selected) // 2):
child = crossover(selected[j], selected[len(selected) - 1 - j])
offspring.append(child)
# 变异操作
for individual in offspring:
individual = mutation(individual)
# 将新个体加入种群
population.extend(offspring)
# 返回最优解
population.sort(key=lambda x: x.fitness)
return population[0]
```
希望这个框架能对你有所帮助。
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