在以上代码中,我们需要实现以下辅助函数: initpop:随机生成初始种群 calfitness:计算适应度函数 selection:选择操作 crossover:交叉操作 mutation:变异操作 nextpop:选择下一代种群 ganttchart:生成甘特图 plotfitness:绘制收敛图 完整的matlab代码如下:

时间: 2024-02-11 14:08:18 浏览: 22
以下是完整的matlab代码: ```matlab function main() % 流水车间调度优化问题的遗传模拟退火算法求解 % 定义流水车间调度问题的参数 n = 10; % 任务数量 m = 3; % 流水线数量 p = rand(n,m); % 任务加工时间 % 定义遗传模拟退火算法的参数 popsize = 50; % 种群大小 maxgen = 100; % 最大迭代次数 pc = 0.8; % 交叉概率 pm = 0.1; % 变异概率 % 初始化种群 pop = initpop(popsize,n); for i = 1:maxgen % 计算适应度函数 fitness = calfitness(pop,p); % 选择 parents = selection(pop,fitness); % 交叉 offspring = crossover(parents,pc); % 变异 offspring = mutation(offspring,pm); % 合并父代和子代 pop = [pop;offspring]; % 选择下一代种群 fitness = calfitness(pop,p); pop = nextpop(pop,fitness,popsize); % 输出结果 [bestfit,bestind] = min(fitness); bestchrom = pop(bestind,:); ganttchart(bestchrom,p); plotfitness(fitness); end end % 随机生成初始种群 function pop = initpop(popsize,n) pop = zeros(popsize,n*2); for i = 1:popsize chrom = zeros(1,n*2); for j = 1:n idx = randi(n); chrom((j-1)*2+1) = idx; chrom(j*2) = rand()*10; end pop(i,:) = chrom; end end % 计算适应度函数 function fitness = calfitness(pop,p) popsize = size(pop,1); n = size(p,1); m = size(p,2); fitness = zeros(popsize,1); for i = 1:popsize chrom = pop(i,:); times = zeros(n,m); for j = 1:n idx = chrom((j-1)*2+1); t = chrom(j*2); if idx == 1 for k = 1:m if k == 1 times(idx,k) = t; else times(idx,k) = times(idx,k-1) + p(idx,k-1); end end else for k = 1:m if k == 1 times(idx,k) = times(idx-1,k) + p(idx-1,k); else times(idx,k) = max(times(idx,k-1),times(idx-1,k)+p(idx-1,k)); end end end end fitness(i) = max(times(n,:)); end end % 选择操作 function parents = selection(pop,fitness) popsize = size(pop,1); parents = zeros(popsize/2,size(pop,2)); for i = 1:popsize/2 idx1 = randi(popsize); idx2 = randi(popsize); if fitness(idx1) < fitness(idx2) parents(i,:) = pop(idx1,:); else parents(i,:) = pop(idx2,:); end end end % 交叉操作 function offspring = crossover(parents,pc) popsize = size(parents,1)*2; offspring = zeros(popsize,size(parents,2)); for i = 1:2:popsize if rand() < pc idx1 = randi(size(parents,1)); idx2 = randi(size(parents,1)); while idx2 == idx1 idx2 = randi(size(parents,1)); end parent1 = parents(idx1,:); parent2 = parents(idx2,:); child1 = zeros(1,size(parents,2)); child2 = zeros(1,size(parents,2)); for j = 1:size(parents,2) if rand() < 0.5 child1(j) = parent1(j); child2(j) = parent2(j); else child1(j) = parent2(j); child2(j) = parent1(j); end end offspring(i,:) = child1; offspring(i+1,:) = child2; else idx = randi(size(parents,1)); offspring(i,:) = parents(idx,:); offspring(i+1,:) = parents(idx,:); end end end % 变异操作 function offspring = mutation(offspring,pm) for i = 1:size(offspring,1) if rand() < pm idx1 = randi(size(offspring,2)); idx2 = randi(size(offspring,2)); while idx2 == idx1 idx2 = randi(size(offspring,2)); end tmp = offspring(i,idx1); offspring(i,idx1) = offspring(i,idx2); offspring(i,idx2) = tmp; end end end % 选择下一代种群 function newpop = nextpop(pop,fitness,popsize) [~,idx] = sort(fitness); newpop = pop(idx(1:popsize),:); end % 生成甘特图 function ganttchart(chrom,p) n = size(p,1); m = size(p,2); times = zeros(n,m); for j = 1:n idx = chrom((j-1)*2+1); t = chrom(j*2); if idx == 1 for k = 1:m if k == 1 times(idx,k) = t; else times(idx,k) = times(idx,k-1) + p(idx,k-1); end end else for k = 1:m if k == 1 times(idx,k) = times(idx-1,k) + p(idx-1,k); else times(idx,k) = max(times(idx,k-1),times(idx-1,k)+p(idx-1,k)); end end end end figure; barh(times,'stacked'); xlabel('Time'); ylabel('Job'); legend('Line 1','Line 2','Line 3'); end % 绘制收敛图 function plotfitness(fitness) figure; plot(fitness,'LineWidth',2); xlabel('Generation'); ylabel('Fitness'); end ``` 注:由于本算法属于NP难问题,所以求解时间可能会比较长。建议在较小的问题规模下进行测试。

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%%%%遗传算法求解TSP问题%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%% clc clear close all load cityposition1.mat X=cityposition1; %城市位置坐标 D=Distance(X); %生成距离矩阵 N=size(X,1); %城市个数 %% %遗传参数 NIND=100; %种群大小 MAXGEN=200; %最大遗传代数 Pc=0.9; %交叉概率 Pm=0.05; %变异概率 GGAP=0.9; %代沟 %% %初始化种群 Chrom=InitPop(NIND,N); %% %画出随机解的路径图 DrawPath(Chrom(1,:),X) pause(0.1) %% %输出随机解的路径和总距离 disp('初始种群中的一个随机值:') Outputpath(Chrom(1,:)); Rlength=Pathlength(D,Chrom(1,:)); disp(['总距离:',num2str(Rlength)]); disp('~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~') %% %优化 gen=0; figure; hold on; box on; xlim([0,MAXGEN]) title('优化过程') xlabel('代数') ylabel('最优值') ObjV=Pathlength(D,Chrom); PreObjV=min(ObjV); while gen<MAXGEN %%计算适应度 ObjV=Pathlength(D,Chrom); line([gen-1,gen],[PreObjV,min(ObjV)]); pause(0.0001) PreObjV=min(ObjV); FitnV=Fitness(ObjV); %%选择 SelCh=Select1(Chrom,FitnV); %%交叉 SelCh=Recombin(SelCh,Pc); %%变异 SelCh=Mutate(SelCh,Pm); %%逆转 SelCh=Reverse(SelCh,D); %%重新插入子代的新种群 Chrom=Reins(Chrom,SelCh,ObjV); %%更新迭代次数 gen=gen+1; end ObjV=Pathlength(D,Chrom); [minObjV,minTnd]=min(ObjV); DrawPath(Chrom(minTnd(1),:),X) %%输出最优解的路径和总距离 disp('最优解:') p=Outputpath(Chrom(minTnd(1),:)); disp(['总距离:',num2str(ObjV(minTnd(1)))]); disp('~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~')

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