人工鱼群算法python

时间: 2023-09-13 22:04:04 浏览: 72
以下是Python实现的人工鱼群算法的示例代码: ```python import random import math class Fish: def __init__(self, dim, lower_bound, upper_bound, func): self.position = [random.uniform(lower_bound[i], upper_bound[i]) for i in range(dim)] self.fitness = func(self.position) def __str__(self): return f'Fish: {self.position}, Fitness: {self.fitness}' class FishSwarm: def __init__(self, dim, num_fish, func, max_iter, visual, step_size, try_number): self.dim = dim self.num_fish = num_fish self.func = func self.max_iter = max_iter self.visual = visual self.step_size = step_size self.try_number = try_number self.lower_bound = [-100] * dim self.upper_bound = [100] * dim self.fishes = [Fish(dim, self.lower_bound, self.upper_bound, func) for _ in range(num_fish)] self.best_fish = self.get_best_fish() def get_best_fish(self): return min(self.fishes, key=lambda fish: fish.fitness) def move_towards_target(self, fish, target): direction = [target.position[i] - fish.position[i] for i in range(self.dim)] distance = math.sqrt(sum(d ** 2 for d in direction)) direction = [d / distance for d in direction] new_position = [fish.position[i] + self.step_size * direction[i] * random.uniform(0, self.visual) for i in range(self.dim)] new_fitness = self.func(new_position) return Fish(self.dim, self.lower_bound, self.upper_bound, self.func) if new_fitness > fish.fitness else Fish(self.dim, self.lower_bound, self.upper_bound, self.func) def try_to_follow(self, fish): neighbours = sorted(self.fishes, key=lambda f: math.sqrt(sum((f.position[i] - fish.position[i]) ** 2 for i in range(self.dim))))[1:self.try_number+1] target = min(neighbours, key=lambda f: f.fitness) return self.move_towards_target(fish, target) def swim(self): for i in range(self.max_iter): new_fishes = [] for fish in self.fishes: new_fish = self.try_to_follow(fish) new_fishes.append(new_fish) self.fishes = new_fishes self.best_fish = self.get_best_fish() print(f'Iteration {i+1}: {self.best_fish}') ``` 这里提供了一个 Fish 类来表示鱼的位置和适应度,以及 FishSwarm 类来表示整个人工鱼群的状态和操作。在 `__init__` 函数中,我们初始化了一个初始的鱼群,并且记录了鱼的数量,维度,目标函数,最大迭代次数,视野范围,步长和尝试次数等参数。在 `move_towards_target` 函数中,我们计算了鱼到目标点的方向和距离,并根据步长和视野范围来计算新的位置。在 `try_to_follow` 函数中,我们选择了附近的几条鱼,找到其中适应度最好的一条,并调用 `move_towards_target` 函数来让当前鱼向这个目标点移动。在 `swim` 函数中,我们进行了多次迭代,每次迭代中,我们将每条鱼都尝试向适应度更好的鱼移动,并更新了整个鱼群的状态。 注意,上述代码仅为示例,实际使用时可能需要对其进行修改和优化。

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