遗传算法python程序

时间: 2023-10-15 15:07:52 浏览: 108
遗传算法是一种经典的优化算法,可以用于解决各种问题。以下是一个简单的遗传算法的Python程序示例: ```python import random # 遗传算法的参数设定 population_size = 100 # 种群大小 chromosome_length = 10 # 染色体长度 crossover_rate = 0.8 # 交叉概率 mutation_rate = 0.01 # 变异概率 generations = 100 # 迭代次数 # 初始化种群 def init_population(): population = [] for _ in range(population_size): chromosome = [random.randint(0, 1) for _ in range(chromosome_length)] population.append(chromosome) return population # 计算适应度(这里以染色体中1的数量作为适应度) def calculate_fitness(chromosome): return sum(chromosome) # 选择过程(这里使用轮盘赌选择算法) def selection(population): fitness_values = [calculate_fitness(chromosome) for chromosome in population] total_fitness = sum(fitness_values) probabilities = [fitness / total_fitness for fitness in fitness_values] selected_population = random.choices(population, probabilities, k=population_size) return selected_population # 交叉过程(这里使用单点交叉) def crossover(parent1, parent2): if random.random() < crossover_rate: crossover_point = random.randint(1, chromosome_length - 1) child1 = parent1[:crossover_point] + parent2[crossover_point:] child2 = parent2[:crossover_point] + parent1[crossover_point:] return child1, child2 else: return parent1, parent2 # 变异过程(这里使用位翻转变异) def mutation(chromosome): mutated_chromosome = chromosome.copy() for i in range(chromosome_length): if random.random() < mutation_rate: mutated_chromosome[i] = 1 - mutated_chromosome[i] return mutated_chromosome # 遗传算法主流程 def genetic_algorithm(): population = init_population() for _ in range(generations): population = selection(population) next_generation = [] for i in range(0, population_size, 2): parent1 = population[i] parent2 = population[i+1] child1, child2 = crossover(parent1, parent2) child1 = mutation(child1) child2 = mutation(child2) next_generation.extend([child1, child2]) population = next_generation best_chromosome = max(population, key=calculate_fitness) best_fitness = calculate_fitness(best_chromosome) return best_chromosome, best_fitness # 运行遗传算法 best_chromosome, best_fitness = genetic_algorithm() print("Best chromosome:", best_chromosome) print("Best fitness:", best_fitness) ``` 这个程序演示了一个简单的二进制编码遗传算法,其中染色体表示为由0和1组成的列表。通过选择、交叉和变异等操作,逐步优化种群中的染色体,最终得到具有最优适应度的染色体。在这个例子中,适应度被定义为染色体中1的数量。你可以根据自己的需求和问题进行相应的修改和扩展。
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