请用模拟退火算法求f(x)=x^2的最小值
时间: 2023-09-08 18:10:50 浏览: 97
好的,我们可以使用模拟退火算法来求解函数 f(x) = x^2 的最小值。
首先,我们需要定义一个搜索空间,也就是 x 的取值范围。假设我们将搜索范围设置为 [-10, 10]。
其次,我们需要定义一个初始状态 s,即在搜索范围内随机选取一个初始值。
然后,我们可以设置一个初始温度 T 和一个结束温度 T_end,以及一个降温速率 alpha。在每个温度下,我们都需要进行一定次数的迭代,每次迭代都尝试在搜索范围内随机选取一个相邻状态 s',并计算当前状态和相邻状态的能量差 ΔE。
如果 ΔE 小于 0,则接受相邻状态 s';如果 ΔE 大于 0,则以概率 p=exp(-ΔE/T) 接受相邻状态 s'。这里,我们可以将概率 p 作为接受相邻状态的依据,这样可以使得算法能够在局部最优解中跳出来,从而更容易找到全局最优解。
最后,当温度 T 降低到结束温度 T_end 时,算法结束,返回最终状态。
下面是 Python 代码实现:
```python
import random
import math
def f(x):
return x ** 2
def simulated_annealing():
# 定义搜索范围
x_min, x_max = -10, 10
# 定义初始状态
s = random.uniform(x_min, x_max)
# 定义初始温度和结束温度
T, T_end = 100, 0.1
# 定义降温速率
alpha = 0.99
# 迭代次数
iter_num = 100
while T > T_end:
for i in range(iter_num):
# 随机选取相邻状态
s_prime = s + random.uniform(-1, 1)
# 计算能量差
delta_E = f(s_prime) - f(s)
if delta_E < 0:
s = s_prime
else:
p = math.exp(-delta_E/T)
if random.uniform(0, 1) < p:
s = s_prime
# 降温
T *= alpha
return s
# 测试代码
result = simulated_annealing()
print("最小值点: x = %.4f, f(x) = %.4f" % (result, f(result)))
```
希望这个例子能够帮助你理解模拟退火算法的实现过程。
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