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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。
7 U7 J! B4 ^* p/ O* O. j3 K为了演示,这里使用如下函数作为测试函数:
1 Q" W3 }  r4 S6 k( o. @0 g5 K
测试函数

& w# h9 n! I( g! J) y' B此函数在x=0,y=0处取得最小值0.7 B9 q& T# O2 G9 E* ?+ ]

  L* j5 p& o9 \% ^8 {; R/ \4 W1 X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
    # w8 p9 q( z" s1 K5 W8 R$ l* q' I
  2. wfcreate (wf=temp) u 100
    " g3 s* h5 e0 b% ~3 s/ l

  3.   p$ ^% Q- @) R7 J5 L0 W+ L
  4. '定义自变量,并在[-100,100]上随机赋初始值,计算函数值
    ! i" @1 c# w1 ~# U
  5. scalar m0 _; p" p. H" a  z
  6. scalar n
    + ?, [, u& R; j( \1 {
  7. m=-100+200*@rnd  e. a+ r1 A) c3 E5 |: q- |
  8. n=-100+200*@rnd
    + I% p; w4 g6 \6 B& N* y3 \$ C0 D, B
  9. ' o3 ^5 O7 I3 \- M" G
  10. '定义关键的几个变量
    7 x+ h$ Y# T+ L) z8 c
  11. scalar jw=0.999
    * [% r7 z5 L0 K  @+ R6 L6 }
  12. scalar torl=0.001
    $ X6 E3 [% M( {/ E) X( p
  13. scalar f0 '最终函数值* Q- S4 L& h: C$ E4 ?
  14. scalar f1 '旧函数值
    4 f1 C7 }+ g/ `% p: M: Q# }
  15. scalar f2 '新函数值: s9 ~" z$ |1 W& {/ }( j
  16. scalar delta '新旧函数值差异. s9 f/ D/ f- ~& ?, B8 U4 L4 {0 r4 |# G
  17. scalar temp1 '扰动后的自变量1
    ) f$ P. ?& u) h9 ~2 F
  18. scalar temp2 '扰动后的自变量2! k7 g! g/ _$ J; B3 a8 G4 z# s
  19. scalar tc=0 '记录降温次数
    / _9 u, D' f8 c6 [& w' B, T
  20. matrix(16111,1) values& t- e# y7 }1 |, e

  21. ( V* L3 D- f5 D* b: o( D- s
  22. '设置初始温度
    $ ^7 k9 h  G8 B6 T1 e) c+ [: m, P# ]
  23. scalar temperature=100006 u+ A" Q" R( r+ n( M! Q

  24. ' U: f, w# N- c/ ?: A) n
  25. '主程序
    1 Q6 A% N* t3 H7 }$ x2 q
  26. while temperature>torl$ t/ U5 K( D3 Z0 u7 c
  27.   call tfun(f1,m,n)  '计算初始函数值
    " H* v* _6 _, E4 s/ u. Q
  28.   call rchange(temp1,temp2,m,n) '产生扰动' h, S2 p9 Z$ a6 ^
  29.   call tfun(f2,temp1,temp2) '重新计算函数值
      N! d) F) j7 F' @& c0 K6 F' h3 u! E
  30.    delta=f2-f1 '比较函数值的大小
    2 ]; u7 {, n; f* e8 S
  31.   if delta<0 then '如果新的函数值更小,则用新的替代旧的
    3 D( L/ {, D" R9 N- y
  32.     m=temp1( W8 [! W9 \' r% h9 F& q$ \
  33.     n=temp2
    # v( J/ M6 }2 t* s2 C! g
  34.   else '如果新值并不小于旧值,则以概率接受新值& N/ M2 {+ I7 H3 B( ?; ~4 v
  35.     if @exp(-delta/temperature)>@rnd then2 l' E/ z& X6 [# N& z" o6 H- [
  36.       m=temp1
    , \, k1 Y5 r  T
  37.       n=temp2
    3 J) C" L8 H4 L; m; B% S9 k* Y: r
  38.     endif* I8 P7 n( L+ |. {4 p
  39.   endif
    9 o  S$ r, w  h+ q$ ], w$ Z
  40.   temperature=jw*temperature '降温% ^6 l& L! v8 N7 k0 C' u- R+ ]
  41.   tc=tc+1
    6 Y& p( a, n& O* c! K, d
  42.   values(tc,1)=f1
    " j3 l. ~0 l7 @2 {3 A' L1 @
  43. wend
    9 p/ [5 q' v7 j7 T9 v9 D
  44. call tfun(f0,m,n)3 e- W3 {$ ?8 F, G) X9 ~  @

  45. ( Y) z+ ?4 v5 X; p+ }1 y
  46. table(4,3) result) C0 d% x; O" b
  47. result(1,1)="Optimal Value"# `! o& u! _, T5 c
  48. result(2,1)="Variable1"  W' U; Z9 z1 t; S
  49. result(3,1)="Variable2"
    7 T1 g$ M( W- Y1 t" W7 D
  50. result(4,1)="Iter"! w7 j5 {# H( J# E. t6 Z9 K
  51. , N8 @! l- r$ J: Y2 B
  52. result(1,2)="f0"
    $ B4 ^# e* C( g$ z+ }; {
  53. result(2,2)="m"- B% J' V/ k8 D/ V; W) f0 U7 w) {
  54. result(3,2)="n"3 ~/ I' a! h( Y6 m) {2 e
  55. result(4,2)="tc"
    * r4 |9 J& U5 Z7 Y

  56. ; k* l" Z! I9 s6 o6 A
  57. result(1,3)=f0
    . X/ y( E& ~; b: H0 T
  58. result(2,3)=m8 z2 }8 I6 O: t0 o$ Q6 A, o' n' p" F
  59. result(3,3)=n' @8 E# `+ X( W+ f3 c/ i
  60. result(4,3)=tc% {. ~& k: r( `3 y- A3 J' C
  61. 4 u+ W3 C6 U, T% w6 w
  62. show result' e& ^: o' P9 D5 [# [* c" m
  63. show values.line
    % r$ D6 f" X0 B! b

  64. 9 k' u1 \4 b2 o( M
  65. '测试函数
    3 G8 j9 x4 ?1 y5 \7 A- `* S! q4 A* G, f- m
  66. subroutine tfun(scalar z, scalar x, scalar y)% o9 C5 d' [. v+ P  H
  67.     z=0.5+((@sin(x^2+y^2))^2-0.5)/(1+0.001*(x^2+y^2))^2
    1 D% L6 ^% p! M8 o: p1 u
  68. endsub+ S6 `* s" \. R$ _
  69. * c9 L7 k5 N, V$ W! w5 t- J
  70. '领域产生函数,使用高斯变异# A6 j' r$ j  N/ h, i! ^
  71. subroutine rchange(scalar p1,scalar p2, scalar q1, scalar q2)" D. d/ U9 Z; U" H: X5 _. v$ N
  72.     p1=q1+5*@nrnd
    1 U& L# ~: J: F2 O8 `
  73.     p2=q2+5*@nrnd
    ; W% M! O+ f: r8 H9 d( |
  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
    8 r0 X1 t4 P& b
  75.           p1=q1+5*@nrnd5 z# P- v* h, R8 e
  76.         p2=q2+5*@nrnd
    . ]) a$ K7 E( {1 z$ P, C' k
  77.     wend7 M+ v1 w, |; b8 _
  78. endsub
复制代码
运行的结果如下:7 k7 P& x  M. M3 E
QQ截图20161116174354.jpg
. s# I1 G' G& Q: z1 Z  `3 z0 D( t( [. U
函数值的变化如下:  W/ t& n+ ?5 \) r) X/ S  b1 W1 \
QQ截图20161116174345.jpg
7 H, j& x- M. ^3 E" H3 @0 d& |8 b9 n
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。3 h: g- V& d4 [+ Z
  Z) N' l' U" E! c

- L6 ]5 E9 h. X! n1 {' f# x
; s2 A) V, n! G. r& T0 Y
( u' N  T4 r* `& F+ v

SAA.prg

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SA代码


作者: 春秋两不沾    时间: 2016-11-17 09:01
66666; c6 l3 j/ C( X7 `$ l. C

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 ! ' R5 Z/ Q3 |& \9 y- q# f

作者: 715168941    时间: 2020-5-12 11:17
6666666666666: n2 \7 r6 b) w3 ~: p9 N8 p

作者: 715168941    时间: 2020-5-12 11:17
好厉害!写的非常的详细哦!9 P" E0 Q: W; e3 {/ V8 e- M4 t





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