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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。" y: w1 V" M+ _6 _. o: c6 ~9 H3 x
为了演示,这里使用如下函数作为测试函数:& A. i% V7 h4 P/ V
测试函数

9 U6 ?3 j. _9 w* P( G1 Q此函数在x=0,y=0处取得最小值0.: F0 d8 H9 m* Q( q8 e
- I( [+ B. @+ I( F5 J9 C
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
    6 t) E" v4 M6 s7 L3 r+ J
  2. wfcreate (wf=temp) u 100% O3 \% q3 h# W; {# l
  3. + v8 g2 d  v  w+ {
  4. '定义自变量,并在[-100,100]上随机赋初始值,计算函数值$ t4 D9 Z3 H( v0 {; t
  5. scalar m
    9 k. A, ?% X, b( e, W3 b. `6 I
  6. scalar n9 E$ m. C; B3 Q: N( W, s& b1 p& Z
  7. m=-100+200*@rnd
    $ r' A4 h) E' f4 X! g+ C2 R5 p
  8. n=-100+200*@rnd' x+ s$ H# Q, g% o- k- w) C
  9. % _; P/ _( {7 p5 G( h6 |1 z
  10. '定义关键的几个变量
    2 a, m+ X, h, x- J/ M: r
  11. scalar jw=0.999
    6 \) v0 I1 P. m8 Q. s
  12. scalar torl=0.001' U8 Z. p4 f% i3 z4 {  O) p
  13. scalar f0 '最终函数值
    . g* g3 A; Q" @; m
  14. scalar f1 '旧函数值
    8 k1 U( Z2 T5 j# f! U0 X1 o
  15. scalar f2 '新函数值
    : U* i8 u$ y2 ^. X( }1 T6 h
  16. scalar delta '新旧函数值差异
    ' h8 Z. ?4 h4 A& i; R; K
  17. scalar temp1 '扰动后的自变量1
    5 E( d( D: u+ p& A
  18. scalar temp2 '扰动后的自变量2+ e6 Y$ l& V$ ^  E
  19. scalar tc=0 '记录降温次数& ~/ V2 ~! |" [4 D
  20. matrix(16111,1) values
    / W8 R# i$ }! m. S) t
  21.   k2 ?, Q# d1 g3 L2 _1 \  x
  22. '设置初始温度5 B- j# ~1 X3 m& y( N) H+ g, r
  23. scalar temperature=10000% R. [9 _, W, L$ c
  24. ; U6 x" `9 G0 k7 Q6 L; M" u* H
  25. '主程序
    0 t, ]& l) e4 t
  26. while temperature>torl( E6 ?) j. v$ C7 n4 H/ C
  27.   call tfun(f1,m,n)  '计算初始函数值* E" [8 t- v' M8 a! J4 s7 Q) Z
  28.   call rchange(temp1,temp2,m,n) '产生扰动
    . C+ g. K% L" ?* g8 T! m5 A
  29.   call tfun(f2,temp1,temp2) '重新计算函数值, g# v1 O  \8 I) q- T
  30.    delta=f2-f1 '比较函数值的大小) o0 l  @7 B/ z4 C0 `- N
  31.   if delta<0 then '如果新的函数值更小,则用新的替代旧的
    % A# l; q2 _# ^5 m: h3 m& I
  32.     m=temp1% s; z- Q  F+ h: u* i* l; Z9 R
  33.     n=temp2
    " A; }+ \. u7 K2 b' @8 k
  34.   else '如果新值并不小于旧值,则以概率接受新值% U* |5 A+ j; g# l- O9 O
  35.     if @exp(-delta/temperature)>@rnd then
    + p( I4 a1 o  K' c* Y; a0 M
  36.       m=temp1
    1 J: g/ b9 @0 l8 x: b2 _) d- N7 W
  37.       n=temp27 r' f0 }% K6 o) O4 b, d4 m: j
  38.     endif
    , A& M2 l% Y( |
  39.   endif
    % Q2 J2 w7 A( a
  40.   temperature=jw*temperature '降温
    % C3 ]2 L2 `% Z5 G; o
  41.   tc=tc+1
    3 d: }; K% y4 |# @
  42.   values(tc,1)=f14 Y* \: I5 `, I: O
  43. wend
    - |% B& c7 v  V5 I9 g
  44. call tfun(f0,m,n): x) e7 P2 b, I7 C

  45. $ B- p) M3 g3 n
  46. table(4,3) result
    4 j/ G9 d$ e  |- M9 q: e
  47. result(1,1)="Optimal Value"
      ~% G+ I& S% g3 k  X  w3 C& R, b
  48. result(2,1)="Variable1"
    9 I  ]8 L" O% K, Y" X
  49. result(3,1)="Variable2"
    8 c* X2 z- R% ~
  50. result(4,1)="Iter"
    ; U, e: `- l7 T; {0 \. s

  51. 0 ~2 W+ F7 z+ C* @5 e
  52. result(1,2)="f0"% `2 R) a6 J8 X0 J& x9 G
  53. result(2,2)="m"
    0 E0 u5 Y, u7 l* D7 ~( V
  54. result(3,2)="n"
    2 n9 s3 h1 D. y: m
  55. result(4,2)="tc"7 j" ~1 O" N4 `; @

  56. 9 _2 W) W/ m+ s
  57. result(1,3)=f0
    " l9 K6 ?# B5 b
  58. result(2,3)=m% i$ B  B5 I9 w* w+ M. O
  59. result(3,3)=n8 I* R1 A3 t1 F4 C, P& P
  60. result(4,3)=tc
    ) J) I6 n  z6 ?1 c# H. X3 ?) \
  61. 6 n; O" P! P8 x' ^6 A
  62. show result
    . e) G, C. ^$ G: \
  63. show values.line
    ) P$ s% I5 p- ~* S9 z  w  g' `( O3 o

  64. 2 I" f' o, N- ?/ K8 B. z  E( ?
  65. '测试函数
    % F: z' ^( {" H) g& Z
  66. subroutine tfun(scalar z, scalar x, scalar y)8 {4 [% J8 I. O8 x
  67.     z=0.5+((@sin(x^2+y^2))^2-0.5)/(1+0.001*(x^2+y^2))^2
    ! o# ?' e$ x0 X& S$ Y& m
  68. endsub
    5 k+ `+ D* O" |0 d* Q
  69. , d  q( n% B# h5 _7 H, H  f7 u
  70. '领域产生函数,使用高斯变异, K4 ~7 {: q% T  i# M" T
  71. subroutine rchange(scalar p1,scalar p2, scalar q1, scalar q2)
    : W- O7 m& Z4 R- t8 G, E
  72.     p1=q1+5*@nrnd
    % {5 d& J' A) y
  73.     p2=q2+5*@nrnd
    $ ?' X1 g9 T5 {' G( c
  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
    * b  v3 E3 l& b2 n
  75.           p1=q1+5*@nrnd0 R  y7 L1 Z# A% W& {
  76.         p2=q2+5*@nrnd + k, w3 R: i5 v& h
  77.     wend
    ( ^% ~! ^$ _7 ?5 _, h0 R$ g$ G0 L
  78. endsub
复制代码
运行的结果如下:0 C( W$ T$ A! a" G
QQ截图20161116174354.jpg , R& D! v* R. l* H0 B

3 W3 {9 M1 V: p' w- w9 W, R函数值的变化如下:
# B0 }3 B0 i  f% |& t8 A! ?& a QQ截图20161116174345.jpg
; ^* X- L. p+ t+ Q' w3 X/ @
. n- i# U; j/ y) z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。
' v/ q7 [. [6 i$ `1 k
, X$ z. d- L6 ^2 h# g: c
1 r- [: d5 @0 e6 e! [) p$ Z- f( S. Z) b3 C3 C3 _

' H$ i5 \& E8 f$ _

SAA.prg

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SA代码


作者: 春秋两不沾    时间: 2016-11-17 09:01
666662 [- k) C: ^( z- X# {/ V& F

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 !
6 D/ h  }: G3 P
作者: 715168941    时间: 2020-5-12 11:17
6666666666666
4 {" L; _$ O( S& [
作者: 715168941    时间: 2020-5-12 11:17
好厉害!写的非常的详细哦!* ~$ h& B3 G7 \" F' e1 i7 B2 ^$ I





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