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标题:
遗传算法
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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,
; ^- K/ Z N. E) }
作者:
遗传算法LN
时间:
2020-5-31 11:22
如何利用工具箱求解
7 A; _9 K2 J( {2 m' f3 ]
作者:
madio
时间:
2020-6-1 08:24
问题:
% s5 b# D/ i' G1 ]: k1 M% N
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。
! P3 S2 N t5 Y. Y
0 5 3 7 9 3 9 2 9 0;
% }+ X" B& w. j& m7 }; d7 C
7 0 7 8 3 2 3 3 5 7;
# R& x4 t+ |. l K0 @
4 8 0 9 3 5 3 3 9 3;
0 ?9 Q4 `) I5 x3 @; U( K' V4 U+ }
6 2 10 0 8 4 1 8 0 4;
) |) p$ |+ W! Z) P6 g u/ v
8 6 4 6 0 8 8 7 5 9;
2 g! U! n: f; [( ~: o
8 5 4 6 6 0 4 8 0 3;
+ _ T2 F2 R a' v) J+ ]) j7 ]
8 6 7 9 4 3 0 7 9 5;
, z; m& f: E+ e" |+ f) r. Y, J) H
6 8 2 3 8 8 6 0 5 5;
3 `9 E, X1 t$ Z0 _
6 3 6 2 8 3 7 8 0 5;
. T+ ~$ {$ D! b, R
5 6 7 6 6 2 8 8 9 0;
1 {: H0 C2 n! [
% e+ ], [* S4 |9 l% D' @
答案 :
" \$ n( p9 s9 P5 t3 ]" d6 a) C4 L
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。
2 w, r( L6 {1 C. s$ j* d# p
matlab源程序:
+ {- P( _7 N7 z3 A+ R4 r8 C1 W9 g3 O0 F
%遗传算法
0 Y# O2 I& R2 E0 I
%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%
" _2 p- _# y% P& ?* o% t4 {" Y" I
M=[0 5 3 7 9 3 9 2 9 0;
: L7 C+ w; T* E6 T# ^+ @
7 0 7 8 3 2 3 3 5 7;
6 ~) ]' x$ c' |8 E9 A
4 8 0 9 3 5 3 3 9 3;
* W+ y, Z, c% V/ @* v
6 2 10 0 8 4 1 8 0 4;
9 R3 n1 N) d8 ~3 I( s Z5 K* D
8 6 4 6 0 8 8 7 5 9;
& h2 V) c( O/ R' n8 \. U9 c! _
8 5 4 6 6 0 4 8 0 3;
. H6 ?3 d* Z; p
8 6 7 9 4 3 0 7 9 5;
& P: y* ]% n# l. V+ z+ D B
6 8 2 3 8 8 6 0 5 5;
# w! I/ U9 t, Q- H
6 3 6 2 8 3 7 8 0 5;
$ r1 A" ?# @3 S. y0 ^
5 6 7 6 6 2 8 8 9 0;];
. l& ?! W, o2 |4 k1 h
M1=M; %员工间每月通话时间矩阵
1 @6 X5 \+ {; P' u% `2 a" Z
for i=1:10
5 ~- ~8 U9 W7 E% U; K+ {; i; T
for j=i+1:10
0 f" Q1 y4 m& d7 ~' K
M1(j,i)=M(i,j);
6 m& S! o/ S" m$ l& {4 m0 Y; ]- `
end
; H+ Y- h8 c; Q1 u
end
! j# a J" C" K; F
M2=M; %两地间通话费率矩阵
2 O4 B! `& Y' ^2 T% m
for i=1:10
; v1 {9 h c5 Z& o$ Z& I* z
for j=i+1:10
5 p8 O }# N# h% s
M2(i,j)=M(j,i);
* y- Y" [2 b2 s4 i
end
" q+ o) x; k% @( g! v# B9 v
end
/ u( D- r% B0 E. P
%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%
/ _/ j4 g3 ^4 x3 Q% K2 D
%初始化种群
. ]4 I' g! |1 }8 q1 R
num=10; %种群数量
. |' v) q- M' A3 Z$ p" b
code=10; %染色体长
4 `+ V! t, s' S" Y- g" Z
dai=100; %遗传代数
+ d a9 R( U( q+ h. E) G2 g" X
inter=0.8; %交叉率
6 _ Y- ~. P3 {( g. l
byl=0.8;
) y. V. C! U+ X4 @
%A=randperm(num*code);
3 j d: B8 m/ ]) M l
for i=1:num
4 X% E6 P2 a8 Q0 j" o. y" A
V(i,:)=randperm(10);
" @0 ]; {+ [/ f. l
end
. F& J) Z1 W" H; ]* s
%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%
$ g; F& z- E( F8 w
for gen=1:dai
4 B) N8 w/ b$ i
' ~! q) c6 z' Q, Q
%评估
2 B- e7 j, `% Z# ^8 R. w6 H" i/ O- F
[num1,lin]=size(V);
0 P2 T5 |' X9 k
eval=zeros(num1,1);
/ U' W0 x9 q5 H0 I
for i=1:num1
5 \( ^- J! a# D8 F* Z
for j=1:code-1
% Z( _8 L9 c& U
for k=j+1:code
& Q. u% \2 {" m: ]9 p) ^
eval(i)=M1(V(i,j),V(i,k))*M2(j,k)+eval(i);
0 H+ T4 J9 H% ~
end
: r- p' `! T; |6 g( d0 {
end
$ D0 f" g5 m( b# r8 e
end
+ d& k7 H+ S: n) ?5 Q7 K% |1 i
%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%
0 {* G U/ y9 d5 j9 ?" `
%选择
5 o, X7 N) j3 T. L! V b
[eval1,ind]=sort(eval);
6 ]5 Z2 W/ ?% ` s/ f! q5 s
V1=V;
* c* p( {& `* a
V=zeros(num,code);
+ t* o" R; R& Y- D0 R' ]$ i0 b, q' q
for i=1:num
% r" _3 L' Q' R" ~
V(i,:)=V1(ind(i),:);
. e0 k% y# p0 [5 w4 h8 R
end
9 i `$ |3 R2 _5 k! O2 h# \; s( H
%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%
" P p+ [7 u6 o0 z, c
0 e; g, V" p6 }- o; R0 {3 E" N
%交叉
" h2 g% y9 {3 r
V1=V;
) q+ t: r' r1 n L% L2 P2 Z) e
panduan=rand(fix(num),1); %判断是否进行交叉
' W6 V9 e& r2 N# p2 `% ^. d
for i=1:fix(num);
; a; j# n3 t: _
if panduan(i)<inter %在交叉概率内进行交叉
0 O7 \' J6 N! w. X4 S* J
V2=zeros(1,code); %记录交叉后的染色体
6 i, t& t! \) B# _ V, U
h=randperm(num); %随机取两个做交叉h(1)h(2)
8 \; v! e: ]' q- e! U5 x' { P
a=zeros(code,1); %记录未使用的位置
; G V! Y, a4 u
b=zeros(code,1); %记录未使用的数字
, u+ p5 {6 a5 t- i* E# Q- j" |6 b
%在双亲中随机选择基因
3 K$ G) C* ]. n! {
for i=1:code
& f8 C/ L5 X. _$ V' F6 q q, P+ o# v
h2=randperm(2); %在双亲中随机选择
* M' _) I- C( t# _% _6 Y
if b(V1(h(h2(1)),i))==0
# Z& ?+ v/ u8 j9 h1 ` D* ~
V2(i)=V1(h(h2(1)),i); b(V1(h(h2(1)),i))=1; a(i)=1;
5 t( s E8 f4 Z- h" j) E$ j
end
7 X0 B7 `- v" |9 V3 w2 _
end
: S$ v- W+ `; S! p6 i+ ?; E
5 b/ S% I6 x p) }5 {0 @
%随机分配未使用数字和位置
0 J% l' v' z, E7 b
h1=randperm(code); %记录未使用的数字
+ v' D9 n3 o m. {; C0 j* u. A
for i=1:code
4 ^* B9 Q0 S+ y1 @! c$ f/ h
for j=1:code
8 w& G" B7 Y3 q+ n7 n# |: i1 H
if b(i)==1&&h1(j)==i
; k. q3 a5 F" t# c8 H
h1(j)=0;break
; n% s1 w# d1 q% Q' d
end
7 m" i% W U( X6 N% F5 W7 R* ^
end
3 y/ T9 G& w! c: @) t' A$ o5 q
end
: q0 }& V4 ?9 U) A8 z
) P# e0 O0 I1 @/ {9 L
for i=1:code
' J, |6 l1 x* p9 |
if V2(i)==0
% a$ B( n; u/ U8 A( i
for j=1:code
( ^+ o8 K. k; C
if h1(j)~=0
- k" B0 \9 o, n: ^# p8 K S) M
V2(i)=h1(j);h1(j)=0;break
3 ]4 y! \+ a- D5 w9 n
end
9 E1 {/ F! t! s8 Q5 e/ a: K
end
! M1 U0 L" Y2 x0 m2 s+ W$ U) K
end
6 F2 s( O* K; V: `
end
! b H7 ]7 V& S6 d4 k0 `, \; H7 H
V=[V;V2];
[: S- \' C# h
end
: G% u0 r# x) |4 ~
end
8 G# D& U6 R6 n7 r
6 w% L6 a) k% k9 p
%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%
0 t% E8 {: x( Q3 S! ?. n1 C) K, r
%变异
, U T) r0 M( I: w' i
V1=V;
1 X; Y; L2 X2 g6 g( J. Q
[num1,lin]=size(V);
- j( s& f$ w' s& \ [- { p
x3=rand(num1,1);
& e$ Y( P% X8 u9 e$ [8 H
for i=num1
X1 g9 |. k& P, q. \' A) N {
if x3(i)<byl %变异率
5 g u1 ^' b( L" M- L; r' |9 W: d
h2=randperm(code);
* b) e8 |3 p; D! n$ r5 U
V(i,h2(1))=V1(i,h2(2));
' z1 s- q U# T
V(i,h2(2))=V1(i,h2(1));
3 e% } Y/ M7 j3 K. W, [. a, `% ~
end
' C* Z8 Q$ k* `0 D2 r
end
6 z! c$ t: V/ H2 {. G
end
% U- |8 Q% p0 y! v
%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%
2 B+ Q0 q+ i& I6 e- d$ ?
0 x- a* t' |: t0 p( a" M$ A
%对最终种群进行评估
( D r- x- v) n# [
[num1,lin]=size(V);
% U$ H7 S3 B' I
eval=zeros(num1,1);
1 j/ L L4 s0 h3 `
for i=1:num1
; e7 _- A- G/ \; M* j
for j=1:code-1
( [) C" w$ Z: t; Q3 R0 ]# J3 q
for k=j+1:code
" f1 l' m* n, j8 R" G4 @
eval(i)=M1(V(i,j),V(i,k))*M2(j,k)+eval(i);
' V; G) {1 A; U+ ^
end
' e7 W. Q5 z7 P* F! W+ P6 r
end
5 `) J3 S2 B& Z
end
, ?4 P: T- B! Y. l2 ]
0 V" R5 ]4 `+ ^7 B' |
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