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标题: 遗传算法 [打印本页]

作者: 遗传算法LN    时间: 2020-5-31 11:21
标题: 遗传算法
关于遗传算法的人员安排问题,NP问题,# A! u( J3 E/ Z" S; D* [

作者: 遗传算法LN    时间: 2020-5-31 11:22
如何利用工具箱求解2 i1 x5 U6 [+ k- S

作者: madio    时间: 2020-6-1 08:24
问题:
" x& I+ h8 D' }1 U% K1 u3 e某公司指派n个员工到n个城市工作(每个城市单独一人),希望使所花费的总电话费用尽可能少。n个员工两两之间每个月通话的时间表示在下面的矩阵的上三角部分(因为通话的时间矩阵是对称的,没有必要写出下三角部分),n个城市两两之间通话费率表示在下面的矩阵的下三角部分(同样道理,因为通话的费率矩阵是对称的,没有必要写出上三角部分). 试求解该二次指派问题。# Q, ~$ r  v- I
0 5 3 7 9 3 9 2 9 0;8 q+ C$ K6 H, z% h# J# U: V
7 0 7 8 3 2 3 3 5 7;
! b: [/ W* C; Z, l; A4 8 0 9 3 5 3 3 9 3;
1 [9 [- H) v) X# L- V5 h6 2 10 0 8 4 1 8 0 4;/ V8 W3 a* I/ t. ~
8 6 4 6 0 8 8 7 5 9;# c* C% `  d- I
8 5 4 6 6 0 4 8 0 3;$ K# {) I# N6 m$ ~, ?
8 6 7 9 4 3 0 7 9 5;" Q1 X( F$ m5 E5 [% K
6 8 2 3 8 8 6 0 5 5;1 a8 f' \$ A, c; b% E, o
6 3 6 2 8 3 7 8 0 5;
' Q8 L# K" f7 B* S0 }$ v9 v5 6 7 6 6 2 8 8 9 0;( M8 w& g7 J( T' @- T
3 t$ c5 ~% I/ d7 \
答案 :
" s/ V) ?' o( O4 o4 P  ]* P工人2指派给城市1,工人7指派给城市2,工人4指派给城市3,工人9指派给城市4,工人8指派给城市5,工人5指派给城市6,工人6指派给城市7,工人3指派给城市8,工人1指派给城市9,工人10指派给城市10时,可取得最小费用每月1142.00元。
- m  C$ L* k1 L/ p2 ^0 Y" Amatlab源程序:7 x0 Z0 y: n5 f4 A' |) {8 l
%遗传算法
7 h8 _+ r! V: s; [; F; A4 \2 B/ H%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%" G9 z1 M$ i9 @0 M4 a, T7 V: d
M=[0 5 3 7 9 3 9 2 9 0;9 y3 v( D* n& i" l( P
    7 0 7 8 3 2 3 3 5 7;# q: x) d; O: X8 Y& M9 x( P
    4 8 0 9 3 5 3 3 9 3;
: K5 f! ?" [) R) \- D! P    6 2 10 0 8 4 1 8 0 4;0 D% c  W& r1 Y; l( w3 U8 r9 i
    8 6 4 6 0 8 8 7 5 9;
; u% i& N+ m1 M* g    8 5 4 6 6 0 4 8 0 3;' b9 a8 j+ Y& O' j1 u
    8 6 7 9 4 3 0 7 9 5;
0 }& B9 V# k. l9 ?. E    6 8 2 3 8 8 6 0 5 5;2 G$ t8 h/ x: {  W( H# Q$ J- {
    6 3 6 2 8 3 7 8 0 5;$ W8 x, x3 z2 [# z
    5 6 7 6 6 2 8 8 9 0;];& E+ w- Y, H, y2 P% {! Q
M1=M;                   %员工间每月通话时间矩阵
- d# G7 V) _2 M, v" i/ mfor i=1:10( O3 s, P" G/ H  \- D
    for j=i+1:10# r* n+ G! K' [2 p4 o7 d
        M1(j,i)=M(i,j);
6 V$ ?) }6 n* d+ W3 p    end
. w) f8 {* R* M' kend
: O) u& [4 N, p# A8 xM2=M;                %两地间通话费率矩阵
2 |: D' i  x) Ffor i=1:10( \: \, \) Z! g, ]8 g! S2 \
    for j=i+1:10
# O3 w% P2 X& S$ _        M2(i,j)=M(j,i);
' `8 f, z+ l# {# C    end
9 m- X+ y4 }6 R' jend& \& j/ ]1 y. C0 P. T$ u) V
%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%# x. w  f* g' W0 f9 K9 Y
%初始化种群: w( h: P( B7 T+ t9 g
num=10;       %种群数量! r, }. J/ I; ~& p5 `: }6 o
code=10;       %染色体长5 \4 E6 ^. J' N
dai=100;        %遗传代数
8 a/ C6 N# x" ^: ?: C- T9 Q' z9 minter=0.8;     %交叉率
% ?) y, n- G5 f  d  J- q2 xbyl=0.8;
( l1 O5 |0 d, @7 k$ G# v%A=randperm(num*code);+ Z; x1 z- m& v3 w: n1 q
for i=1:num
' [9 R. d) r+ H& v    V(i,:)=randperm(10);) n, ~9 e* w( P0 R
end
+ _6 ^3 e7 b4 n( E% V%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%0 i- Q* x7 ]3 l
for gen=1:dai+ @5 ]" c# `: h# }& t  m6 E

: z7 ]) N! k) b    %评估
" U, Y+ X  c* ~9 F" V& j* Z    [num1,lin]=size(V);6 v1 A: W! y  c2 `9 X9 |
    eval=zeros(num1,1);
+ y3 H4 p# X, k    for i=1:num1
9 o' P$ k/ a' M" z+ @. Q        for j=1:code-1' J5 j1 J! h. p& v+ P, Z5 F# n
            for k=j+1:code
" f9 C+ J$ {, R! e1 V                eval(i)=M1(V(i,j),V(i,k))*M2(j,k)+eval(i);
7 U9 @$ F: X! n- w            end
% C2 E, R/ D3 {' g4 U  S: ]. ~4 d  ~        end0 s- \% j1 t6 D' {1 g
    end) y* n: a5 Y% ]' Q9 i
    %%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%5 E9 q6 E4 s+ Z8 w
    %选择7 B) n* B5 o4 j6 @% ^6 z
    [eval1,ind]=sort(eval);
. ~- |! w( _2 P* P, {    V1=V;. O& i' C0 \$ P9 o1 w4 B
    V=zeros(num,code);/ X6 x( h" G6 p- Q
    for i=1:num
1 t$ E) j) g$ ?# J1 y% u        V(i,:)=V1(ind(i),:);
' `- @1 C( p' ]/ }2 x    end
. t0 t- k: e' |4 T    %%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%
3 _( A; y0 W4 j0 v! q( G$ z& m7 P! o9 Q
    %交叉
+ ?" w/ Z, s. C1 ^2 A2 u    V1=V;9 ~4 Q/ ?# `) ~
    panduan=rand(fix(num),1);        %判断是否进行交叉
1 M7 q- R7 E, ^5 F$ i    for i=1:fix(num);
9 O, d. J( t% Y; ~5 p  C* t        if panduan(i)<inter          %在交叉概率内进行交叉3 C( l& }) f: X; K( A$ z' J
            V2=zeros(1,code);         %记录交叉后的染色体8 D0 V0 F0 D0 e8 q: X
            h=randperm(num);                %随机取两个做交叉h(1)h(2)  K4 @" b& F" x
            a=zeros(code,1);                 %记录未使用的位置2 ?( E. U, Q3 `& ]: p2 B6 z7 e; X3 V
            b=zeros(code,1);               %记录未使用的数字
( }. v" y. v- x6 K; z            %在双亲中随机选择基因% G( i4 y( {6 d- t# i7 ^
            for i=1:code
3 m" _7 D# v; W& `& H8 x( O9 n                h2=randperm(2);                %在双亲中随机选择3 h. s, z7 S: n1 N. n' b
                if b(V1(h(h2(1)),i))==0
# Y! c, \$ \6 b/ w% H/ Q/ E6 R                    V2(i)=V1(h(h2(1)),i);   b(V1(h(h2(1)),i))=1; a(i)=1;7 Z) L1 O  k' M4 D& ^" v' Y3 [; V
                end
* x, ^1 `; o. L' x9 `) r6 a            end
7 \" Y- ^: Z7 T7 u5 w2 k9 `9 i2 Z- t
4 n& j9 l* |' X: D" w            %随机分配未使用数字和位置/ r; Z+ w6 y: w3 N8 @8 s
            h1=randperm(code);               %记录未使用的数字
  _2 r8 O8 H. h& ~# S# d! A  z# ^            for i=1:code  x9 b( \- P. N/ c4 ?! j8 z$ X! t
                for j=1:code) L( l( w# Q1 ?. f( r
                    if b(i)==1&&h1(j)==i7 r' Y! L7 V& E7 F- ?' ^/ G
                        h1(j)=0;break7 C! U( l! Y" d6 F
                    end
) @6 a7 A; @% d4 h& I4 V. L5 H                end
* x% o. E- ]* g+ A$ B7 n+ ]            end
$ |- x' K( X  U         
0 l5 F% i9 i, p+ @. V            for i=1:code. Y7 O8 ^1 k/ K. r: v
                if V2(i)==0' h  q- S+ N' j
                    for j=1:code2 G7 I  L/ ^: v
                        if h1(j)~=0* E/ u0 z3 G5 h) [) q
                            V2(i)=h1(j);h1(j)=0;break! N% t  X& E7 u3 K7 Q
                        end  i5 w/ \0 }1 l
                    end' N/ H8 W8 I8 [* e, D" I
                end
( D, K. r" r! i( h* t/ g; `            end
; W3 N' [3 X4 r% |9 q& ~- q            V=[V;V2];' @! H2 ?# _' L  f9 P
        end# Y  S0 Q; V" y: \4 y
    end
0 H7 k7 I$ V3 c  e; c4 d% n; j3 r, r) r7 {5 ?( `
    %%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%1 A. ]5 ?) W) m) M( [" z
    %变异; r8 \  |5 g4 z5 _5 B
    V1=V;8 }  c8 J4 B- W9 N. W8 F
    [num1,lin]=size(V);
3 y6 e' J/ g/ _5 P# d    x3=rand(num1,1);3 I& Z% |3 v; P, l
    for i=num1
0 P4 a" A+ ?2 k        if x3(i)<byl              %变异率) N2 }0 g( b- q" ~6 F: M
            h2=randperm(code);
0 V8 \* p. N5 {4 `% g& r+ z* _; }            V(i,h2(1))=V1(i,h2(2));
4 i6 F4 `, W9 T" V) s' [% q! \. k* S            V(i,h2(2))=V1(i,h2(1));
4 a) A7 F; |# {  t1 K- b3 R& D        end
$ i! @; h$ f# c    end: N, W- k# x: f2 k3 e  y' ^
end+ p( ^' X: E; M( Z
%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%
( W$ |3 R3 h" n8 W  T( v8 r/ a7 I: ^# F% q. ?
%对最终种群进行评估( u9 v& a+ T/ L1 O5 T; i7 R
[num1,lin]=size(V);
8 i9 J' d5 @  peval=zeros(num1,1);
+ \" |3 Q) h, ]1 m9 V6 _for i=1:num1* P  l2 L; C( \9 z# n2 L% H' @
    for j=1:code-1
7 V6 ]8 P8 E% o2 b6 f8 f        for k=j+1:code5 F1 q0 G4 u7 K) J, m& v7 ^
            eval(i)=M1(V(i,j),V(i,k))*M2(j,k)+eval(i);% M& k0 D$ D. |- \8 C! k* c
        end
* f( t% h& y; r* ]) _' N    end
2 {7 {% G: f  |8 u' t3 l/ cend: r7 U* K' u) {8 k+ J
" U. ?; C$ i6 y: b$ E  W





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