基于混合遗传和退火算法求解不同种类箱子问题的matlab

时间: 2024-01-12 22:03:38 浏览: 37
以下是基于混合遗传和退火算法求解不同种类箱子问题的 Matlab 代码。在代码中,我们使用了遗传算法和退火算法的优点来求解该问题,以获得更好的结果。 %% 遗传算法参数 pop_size = 100; % 种群数量 gen_num = 100; % 迭代次数 mut_rate = 0.01; % 变异率 cross_rate = 0.8; % 交叉率 %% 退火算法参数 T0 = 100; % 初始温度 Tf = 0.01; % 终止温度 delta = 0.95; % 降温系数 num_of_iter = 50; % 迭代次数 %% 初始化箱子和物品 boxes = [5 5 5; 4 4 4; 3 3 3]; % 不同种类的箱子 items = [2 2 2; 3 3 3; 1 1 1; 4 4 4]; % 不同种类的物品 %% 将物品随机分配到箱子中 pop = zeros(pop_size, size(items, 1)); for i=1:pop_size pop(i,:) = randperm(size(items, 1)); end %% 遗传算法求解 for g=1:gen_num % 计算适应度 fitness = zeros(pop_size, 1); for i=1:pop_size fitness(i) = calculate_fitness(pop(i,:), items, boxes); end % 选择 [parents, fitness] = select_parents(pop, fitness); % 交叉 children = crossover(parents, cross_rate); % 变异 children = mutate(children, mut_rate); % 合并新种群 pop = [parents; children]; % 评估新种群 fitness = zeros(pop_size, 1); for i=1:pop_size fitness(i) = calculate_fitness(pop(i,:), items, boxes); end % 挑选最优解 [best_fitness, best_index] = max(fitness); best_solution = pop(best_index,:); end %% 退火算法求解 T = T0; while T > Tf for i=1:num_of_iter % 随机交换两个物品的位置 new_solution = best_solution; idx = randperm(length(new_solution), 2); new_solution(idx) = new_solution(fliplr(idx)); % 计算新解的适应度 new_fitness = calculate_fitness(new_solution, items, boxes); % 计算接受概率 deltaE = new_fitness - best_fitness; P = exp(-deltaE/T); % 判断是否接受新解 if rand() < P best_solution = new_solution; best_fitness = new_fitness; end end % 降温 T = T * delta; end %% 输出结果 disp('最优解:'); disp(best_solution); disp('适应度:'); disp(best_fitness); %% 遗传算法中的选择函数 function [parents, fitness] = select_parents(pop, fitness) % 轮盘赌选择 prob = fitness / sum(fitness); cum_prob = cumsum(prob); parents = zeros(size(pop)); for i=1:size(pop, 1) r = rand(); for j=1:size(pop, 1) if r < cum_prob(j) parents(i,:) = pop(j,:); break; end end end end %% 遗传算法中的交叉函数 function children = crossover(parents, cross_rate) children = zeros(size(parents)); for i=1:2:size(parents,1) if rand() < cross_rate % 选择交叉点 cross_point = randi(size(parents,2)); % 交叉 children(i,:) = [parents(i,1:cross_point) parents(i+1,cross_point+1:end)]; children(i+1,:) = [parents(i+1,1:cross_point) parents(i,cross_point+1:end)]; else children(i,:) = parents(i,:); children(i+1,:) = parents(i+1,:); end end end %% 遗传算法中的变异函数 function children = mutate(children, mut_rate) for i=1:size(children,1) if rand() < mut_rate % 选择变异点 mut_point = randi(size(children,2)); % 变异 idx = randperm(size(children,2), 2); children(i,idx) = children(i,fliplr(idx)); end end end %% 计算适应度函数 function fitness = calculate_fitness(solution, items, boxes) % 计算每个箱子的可用空间 space = zeros(size(boxes, 1), 1); for i=1:length(solution) space(solution(i)) = space(solution(i)) + prod(items(i,:)); end % 计算适应度 fitness = sum((space ./ prod(boxes, 2)) .^ 2); end

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