离散优化算法_遗传 离散_遗传算法代码

时间: 2023-07-09 07:33:52 浏览: 47
以下是一个简单的离散遗传算法的 Python 代码示例: ```python import random # 遗传算法参数 POPULATION_SIZE = 100 # 种群数量 P_CROSSOVER = 0.9 # 交叉概率 P_MUTATION = 0.1 # 变异概率 MAX_GENERATIONS = 50 # 最大迭代次数 # 问题参数 N_ITEMS = 20 # 物品数量 MAX_WEIGHT = 50 # 背包最大承重 ITEMS_WEIGHT = [random.randint(1, 10) for _ in range(N_ITEMS)] # 物品重量 ITEMS_VALUE = [random.randint(10, 100) for _ in range(N_ITEMS)] # 物品价值 # 种群初始化 def init_population(size): population = [] for i in range(size): chromosome = [random.randint(0, 1) for _ in range(N_ITEMS)] population.append(chromosome) return population # 计算个体适应度 def fitness(individual): weight = 0 value = 0 for i in range(N_ITEMS): if individual[i] == 1: weight += ITEMS_WEIGHT[i] value += ITEMS_VALUE[i] if weight > MAX_WEIGHT: return 0 else: return value # 选择操作 def selection(population): fitnesses = [fitness(individual) for individual in population] total_fitness = sum(fitnesses) probabilities = [f / total_fitness for f in fitnesses] chosen = [] for _ in range(2): r = random.random() for i in range(len(probabilities)): if r < probabilities[i]: chosen.append(population[i]) break r -= probabilities[i] return chosen # 交叉操作 def crossover(parents): if random.random() < P_CROSSOVER: crossover_point = random.randint(1, N_ITEMS - 1) child1 = parents[0][:crossover_point] + parents[1][crossover_point:] child2 = parents[1][:crossover_point] + parents[0][crossover_point:] return [child1, child2] else: return parents # 变异操作 def mutation(individual): if random.random() < P_MUTATION: mutation_point = random.randint(0, N_ITEMS - 1) individual[mutation_point] = 1 - individual[mutation_point] return individual # 主循环 population = init_population(POPULATION_SIZE) for generation in range(MAX_GENERATIONS): print("Generation", generation) population = sorted(population, key=lambda x: fitness(x), reverse=True) print("Best individual:", population[0], "Fitness:", fitness(population[0])) new_population = [population[0]] # 保留最优个体 while len(new_population) < POPULATION_SIZE: parents = selection(population) children = crossover(parents) children = [mutation(child) for child in children] new_population.extend(children) population = new_population print("Best individual:", population[0], "Fitness:", fitness(population[0])) ``` 此代码实现了一个通过离散遗传算法解决背包问题的例子。其中,`init_population` 函数用于初始化种群,`fitness` 函数用于计算个体适应度,`selection` 函数用于选择操作,`crossover` 函数用于交叉操作,`mutation` 函数用于变异操作。主循环中,首先将种群按适应度从高到低排序,并输出最优个体和适应度。然后进行选择、交叉、变异操作,生成新的种群。最后输出最优个体和适应度。

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