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标题: 在EViews中实现模拟退火算法(SA) [打印本页]

作者: liwenhui    时间: 2016-11-16 17:42
标题: 在EViews中实现模拟退火算法(SA)
EViews除了能解决计量经济学的估计问题以外,还提供一个编程环境用以解决复杂的问题。在尝试很多次之后,我在EViews中实现了对“模拟退火算法”,供大家交流。- \0 [9 _8 f% \/ A3 l
为了演示,这里使用如下函数作为测试函数:
& n, L7 D1 w' ~) X9 C* F0 V
测试函数
/ {6 B9 ?. U' d0 a/ `4 i& H# u
此函数在x=0,y=0处取得最小值0.$ e* f4 s7 C5 k, _  U5 D  ~
" B  a+ A/ o) G, g" R; D
代码如下:
  1. '新建一个workfile,作为基本的运行容器,EViews的一切操作必须在一个workfile中运行
    # v7 A/ Y, t8 K3 j
  2. wfcreate (wf=temp) u 100. z% `9 f( v& P; L

  3. . C& l" w4 r  h$ y6 r5 a
  4. '定义自变量,并在[-100,100]上随机赋初始值,计算函数值
    0 G) o  Q0 m5 Z2 O/ u
  5. scalar m
    # v6 [( M3 a. N! O) p* Y
  6. scalar n
    ) i/ R' `6 ~  h. j7 A4 B1 ?
  7. m=-100+200*@rnd
    : w( W, f9 [, r7 k) b
  8. n=-100+200*@rnd
    / i8 s! x) C) G) j- ^) Y

  9. - v3 f7 h" t6 y$ N$ u
  10. '定义关键的几个变量9 [/ b7 F. ^' i. j
  11. scalar jw=0.999! F! {; }" ?7 `. g
  12. scalar torl=0.001
    + u* p; G, z" [4 ], x; `
  13. scalar f0 '最终函数值
    1 L) U: z  @3 J  M
  14. scalar f1 '旧函数值: \& A5 y% N" n- l$ O% R% d5 d( B1 M
  15. scalar f2 '新函数值+ |+ x  F& S1 }: |' u
  16. scalar delta '新旧函数值差异
    $ t$ e7 G+ }& h' D9 {) h/ Z& `
  17. scalar temp1 '扰动后的自变量1
    * q! ^% M, a7 n% q
  18. scalar temp2 '扰动后的自变量2/ Y# p5 }( |0 [+ K$ I
  19. scalar tc=0 '记录降温次数
    & y) K/ B* S% K# ~+ k- W) Z  ~
  20. matrix(16111,1) values
    " z3 B, B" S, O' }& K

  21. 0 B9 z1 a% s2 e4 J7 j3 M1 w( y: [$ {! [
  22. '设置初始温度
    ; I, P; O0 I3 w, {
  23. scalar temperature=10000
    - }" |5 M4 E. X6 X& F+ n
  24. 4 G* p/ v; M% R' x
  25. '主程序; d  t7 x2 i3 Y$ f: T# V
  26. while temperature>torl4 k: _, W% V5 {
  27.   call tfun(f1,m,n)  '计算初始函数值
    ( r0 [" f( V1 O8 n: Z
  28.   call rchange(temp1,temp2,m,n) '产生扰动
    - H7 x# K. M8 k% l- S: B
  29.   call tfun(f2,temp1,temp2) '重新计算函数值
    6 J" m$ h- ?6 ~/ e, ?! T6 j
  30.    delta=f2-f1 '比较函数值的大小
    7 o' ~9 |3 @: I2 `; v" D$ ]
  31.   if delta<0 then '如果新的函数值更小,则用新的替代旧的
    / l; K  `1 o* L# O( F) u1 j  {
  32.     m=temp1! a1 ]' ^1 K* |- d+ w* ?: V$ }4 H
  33.     n=temp2- H; k  }4 [  X2 T, m& Y) q
  34.   else '如果新值并不小于旧值,则以概率接受新值' B  J- s* m0 h
  35.     if @exp(-delta/temperature)>@rnd then
      v8 o3 ^5 R- R' P! m' x& D3 @
  36.       m=temp15 j: b1 s5 E4 m
  37.       n=temp26 w* ^5 q: T: m* N# t5 q
  38.     endif  g* V: G& G* g* }0 s4 q4 e
  39.   endif
    9 q; x) a. e7 y& F  z/ k% J; ]$ W
  40.   temperature=jw*temperature '降温! j; D4 R; O. E: k% s
  41.   tc=tc+1
    + F6 `: S/ y0 p) P5 [7 H
  42.   values(tc,1)=f1
    3 V/ `5 O6 i8 `# ]
  43. wend
    % m, b/ j: s2 u* D4 I5 W
  44. call tfun(f0,m,n)
    " t8 P8 K) d1 @5 D3 x1 V. z

  45. 2 G. ^8 J1 h0 F5 \8 G
  46. table(4,3) result* e. l, G' W% \+ p
  47. result(1,1)="Optimal Value"( q) }4 ]  u: w1 U
  48. result(2,1)="Variable1"/ E" {, L+ K, B% y1 s7 O) Y
  49. result(3,1)="Variable2"$ g& Y4 G% F, Z: f
  50. result(4,1)="Iter"% O7 `' \! O# u0 X
  51. ' ~- D2 R8 T6 H" g& t, c- u; o
  52. result(1,2)="f0"3 g2 h. B' s0 B" X$ J8 S( o
  53. result(2,2)="m"
    5 f# e1 T8 {: k( _' [
  54. result(3,2)="n"* h5 J6 b2 a! |& z$ x& H3 A
  55. result(4,2)="tc"
    . c5 w8 N% @4 a  T0 N

  56. 8 n6 k# \3 z  D8 V. E; |4 l
  57. result(1,3)=f00 b# h7 K1 x% I$ ~) y9 l
  58. result(2,3)=m
    5 z! I2 E* h# [) Y* _& O, S
  59. result(3,3)=n
    ! J+ P3 r* h0 [0 j  U
  60. result(4,3)=tc
    9 W; P6 H8 s: i. D0 Y
  61. . u; x1 w  v# z2 }( Z
  62. show result5 ~4 B5 s1 Z- d. y7 K/ H
  63. show values.line/ W* y) K4 f/ W; R- N

  64. % f1 P8 V2 S' N8 M0 _" P3 x0 R
  65. '测试函数6 p1 l) ^6 P1 O- k0 }9 q( f' m! p
  66. subroutine tfun(scalar z, scalar x, scalar y)
    2 g1 j7 C( U/ [' x
  67.     z=0.5+((@sin(x^2+y^2))^2-0.5)/(1+0.001*(x^2+y^2))^2
    3 V0 R  o! K* m, p# g. ~
  68. endsub2 r9 ~0 X0 }  t6 i

  69. 0 @7 j  M9 p. [6 w! n  v( {
  70. '领域产生函数,使用高斯变异) d% M/ M3 `( M$ Y4 a9 H, ?
  71. subroutine rchange(scalar p1,scalar p2, scalar q1, scalar q2)
    2 q" d1 q( I6 M5 t( V
  72.     p1=q1+5*@nrnd
    & e3 N5 W5 B" c$ w6 d
  73.     p2=q2+5*@nrnd
    4 T( \9 s0 R" P5 v  [" S
  74.     while p1>100 or p2>100 or p1<-100 or p2<-100  '限定产生的自变量范围在[-100,100]之间
    ; N( {$ v% H+ L  L+ u, X7 _' H
  75.           p1=q1+5*@nrnd7 _; I+ o0 n0 N. N2 P
  76.         p2=q2+5*@nrnd
    6 b, s- N7 Z. x. F) M0 W5 Q
  77.     wend
    * A* Y( E& Q1 e. k% R
  78. endsub
复制代码
运行的结果如下:
8 X% G+ g! k5 a4 ~2 h, V QQ截图20161116174354.jpg
  ?7 V0 K4 E. j5 {3 P/ C1 n; `( }3 e7 y/ c2 n& v
函数值的变化如下:  y9 F2 n- j" q
QQ截图20161116174345.jpg 6 |, S' |9 g* P$ o. @) G" Y
$ {! Z# p7 ~. N: ^; d) F; b$ _
采用此程序找到的最小值为0.00216,最优的x=-147582,y=-0.155605.没有醉倒最优值0,但已经离0不远。( J# @& @. W4 A3 O" ^5 |; T

/ o% W3 Z& [4 [* u% j
4 M4 D) u, ^- d. m# B( A0 O6 Y8 e% n2 X4 `6 n
' X! d; d/ {" R9 [6 e+ D  K9 ^

SAA.prg

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SA代码


作者: 春秋两不沾    时间: 2016-11-17 09:01
66666& v" S$ q/ Z6 d/ z( Z

作者: 浪漫的事    时间: 2016-11-17 11:24
虽然长了点  但是讲解的很详细哦 ! 8 b* {. p6 |1 r5 o, @$ h& T% a* C7 C

作者: 715168941    时间: 2020-5-12 11:17
6666666666666! G; i; R7 g; N3 Y

作者: 715168941    时间: 2020-5-12 11:17
好厉害!写的非常的详细哦!
1 Z, A: t9 l% J- j




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