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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,
- K9 S: H- S  ^5 A4 q& v( G
作者: 遗传算法LN    时间: 2020-5-31 11:22
如何利用工具箱求解* a$ c$ F! Q: v4 d( |, x- r

作者: madio    时间: 2020-6-1 08:24
问题:# q6 l3 l) [" y. U
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。$ y$ |" e3 q+ [4 [- w  [
0 5 3 7 9 3 9 2 9 0;
. a( S7 I, z$ {1 N" t7 y7 0 7 8 3 2 3 3 5 7;. `" W) P- \, \0 h. ?$ _
4 8 0 9 3 5 3 3 9 3;
0 ^* [1 ]6 v& @( v6 @% L6 2 10 0 8 4 1 8 0 4;
. N: ]- t8 C) r8 n- Q# u! ?8 6 4 6 0 8 8 7 5 9;8 r2 F' O% G$ k( @9 D- r5 M" _
8 5 4 6 6 0 4 8 0 3;
* b7 O# E# s; [) j6 G8 6 7 9 4 3 0 7 9 5;
7 [# H0 z+ ^) t4 ]" N' O6 8 2 3 8 8 6 0 5 5;
  [, l7 K3 `' @0 @4 Q6 3 6 2 8 3 7 8 0 5;
2 U) @4 m9 y% \; i) R. W5 6 7 6 6 2 8 8 9 0;6 w2 N0 u* r! K" O  G" U0 m- ^% N
! B% P' T8 {7 _6 ]5 H; S4 ~
答案 :
6 L6 Z, n9 T/ K9 @  n+ x4 W  Z  A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。) e- i. G7 O+ I- p* v+ t
matlab源程序:3 f5 I6 b# A5 s
%遗传算法
; m; G, a* a3 o, f; |%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%
: B0 W  _7 M5 y( \- K5 aM=[0 5 3 7 9 3 9 2 9 0;
8 I2 {0 c7 A% r( ?    7 0 7 8 3 2 3 3 5 7;5 B& ?8 K7 t3 q
    4 8 0 9 3 5 3 3 9 3;
0 K9 F! v, t& r1 j0 b    6 2 10 0 8 4 1 8 0 4;2 \5 B+ s! n. Q0 k1 f( K6 H$ o! e
    8 6 4 6 0 8 8 7 5 9;
- K4 V) a$ S& w6 b8 e, h' x    8 5 4 6 6 0 4 8 0 3;: |( Y3 }, F/ l* p/ z
    8 6 7 9 4 3 0 7 9 5;) H; O" |  \+ h2 ?/ g
    6 8 2 3 8 8 6 0 5 5;
/ B+ l4 ^; `! `    6 3 6 2 8 3 7 8 0 5;
. ]& w& T' T6 C+ Z0 i    5 6 7 6 6 2 8 8 9 0;];$ T" e$ M9 G, P' j: ]4 J
M1=M;                   %员工间每月通话时间矩阵
% Y) ~5 E7 {; Y) dfor i=1:10
: l" Q  F5 |/ [/ v8 ^* O    for j=i+1:10% _5 D' M1 F" q" z" o1 H2 r
        M1(j,i)=M(i,j);
  [4 `7 L' ~' s& l+ s' v    end
! }: x! U: `) z6 Xend9 t! G& k6 B* N" M  Z
M2=M;                %两地间通话费率矩阵0 S* Q& J9 q( s; S! g
for i=1:10
3 l) H! B/ F' o+ s- v) G# K) {7 M    for j=i+1:10
, O) h0 r. y, s' V2 F' N        M2(i,j)=M(j,i);/ ]# k* Z; s" y
    end+ J+ ]9 L# S2 Z: U3 s$ o) ^
end
( d6 H9 l* ?' ?' d! ]! M%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%
1 S: L1 p0 Q# h/ I! F& i%初始化种群' p' n) o6 L4 M7 N( m" u
num=10;       %种群数量
% ?( h# Q; ]3 }+ gcode=10;       %染色体长
3 m6 F# \: b) X/ zdai=100;        %遗传代数
5 x9 z; ?* ]; x" N8 S7 S4 T5 u) iinter=0.8;     %交叉率
4 ?( s/ @6 H+ n9 ?5 obyl=0.8;) J- R% R# w* `% `, j9 w6 ~* ?' v
%A=randperm(num*code);" J+ [5 @4 Q4 z8 l4 n
for i=1:num
8 j0 S2 O# t3 k6 y0 s& Y    V(i,:)=randperm(10);
) o2 c  j5 d9 ?: q6 P* kend
0 u; C" E% }, o4 `' d" I; ~# p%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%7 g  E( R+ D: P% _, Z% I
for gen=1:dai, R8 S7 h8 i: o# S# X7 }
, L+ r8 S8 a( u; A: h) [
    %评估
7 {7 i* H" c/ u/ \    [num1,lin]=size(V);
; r, r' a$ a- g7 o8 F) T" Q  q+ O    eval=zeros(num1,1);
% B' u5 ~) W1 B    for i=1:num1
$ ~7 ^' Z4 G* c8 S7 `        for j=1:code-1
$ _. e) ^1 @' ]; Q& c            for k=j+1:code; s0 i5 ?/ c; B
                eval(i)=M1(V(i,j),V(i,k))*M2(j,k)+eval(i);: h9 L; Z, B+ S* {! M4 p7 H) y1 h
            end
! x% y' U* M5 d/ L! @' @7 I5 \5 G        end
9 i) T+ g* g* U    end
9 ~/ ~# Y# S) u6 D& l' j6 p    %%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%
9 {( g/ u6 `6 C    %选择
4 D6 H6 C, a1 v9 I6 C6 E) m    [eval1,ind]=sort(eval);! I% D/ m& w. t! K+ @' d
    V1=V;( Z  q+ v' }" \* j  v% p
    V=zeros(num,code);
- @% e* u; A6 `7 N/ l' G6 R    for i=1:num$ [, b  |7 t% b2 p. G" k4 W1 q
        V(i,:)=V1(ind(i),:);
" i4 L' W5 W) ]& R    end; i+ A" L# Z2 l1 @/ Q5 H( L  W1 N- g
    %%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%
3 ^7 i9 f( f( F9 L% ?4 P9 {- c( ^. Q0 D
    %交叉
0 P  }: e+ q* q, f0 N    V1=V;
2 I% Q2 r, y+ @- t    panduan=rand(fix(num),1);        %判断是否进行交叉) c0 q  [6 U" e& q0 p
    for i=1:fix(num);( ~5 j0 E$ B7 N! |6 |/ w
        if panduan(i)<inter          %在交叉概率内进行交叉% J6 \- a" \" {( Y4 J/ E) N
            V2=zeros(1,code);         %记录交叉后的染色体* j. ^  M0 U. R+ c6 o8 {* J
            h=randperm(num);                %随机取两个做交叉h(1)h(2)7 B' i2 m4 L& D% j# k
            a=zeros(code,1);                 %记录未使用的位置
. y$ L5 g- Y7 k' K2 O5 L            b=zeros(code,1);               %记录未使用的数字. Q+ D1 E! f) d3 f% b/ P
            %在双亲中随机选择基因  k! ?( t8 U* U6 N7 ?3 L2 z( `
            for i=1:code
0 Y1 D$ H4 T/ M8 `) T                h2=randperm(2);                %在双亲中随机选择# g$ @+ ~7 J$ G. Q3 ^: [# G) @+ m
                if b(V1(h(h2(1)),i))==0  J. T9 ~) F" z! x/ _* L6 y
                    V2(i)=V1(h(h2(1)),i);   b(V1(h(h2(1)),i))=1; a(i)=1;/ O& c4 A1 T2 k. u
                end
& J% a+ }) N/ Y            end& s- {  r3 [' Z( a5 Z# M+ s

- t; h$ p1 `# n0 I4 [            %随机分配未使用数字和位置  V- s7 I, {8 f* b
            h1=randperm(code);               %记录未使用的数字% J: z7 c  J0 l
            for i=1:code
! O7 I! Y+ m# k# L5 @% U$ z                for j=1:code8 ]+ v: |( G4 G2 w+ m+ j: w
                    if b(i)==1&&h1(j)==i
- H, A$ P- b; V4 V8 V& I% @3 ]                        h1(j)=0;break. l9 ^, i+ ?  a
                    end$ M) ]9 b5 T' w4 N1 L4 H; C
                end
- z" |8 [: N: _3 A3 V6 T0 R            end1 L: h; @) s0 R1 {
          ' _& ~& m9 F% n& y9 x) ^
            for i=1:code
0 s6 k7 |- l. ^2 F                if V2(i)==0) G) T. V: n' C
                    for j=1:code
# z# ~# l' P3 H1 c3 p$ ^+ U                        if h1(j)~=0- w' a- Q% n/ H  R( Z5 w
                            V2(i)=h1(j);h1(j)=0;break
! s* C, U7 w# o  s% K8 g- n$ L                        end
/ X0 u5 u9 J# `4 U9 M8 y* i                    end
* a) ~4 N( v& N# R8 k1 I% x$ V) h                end. E# h4 ]* w! u/ U
            end
) C7 j$ u0 f$ w4 ?' j            V=[V;V2];
5 r. ]$ m7 ~$ |7 W. P- k) `. m        end! J/ ~9 s; d. _/ D+ R4 h
    end
5 |) J& C5 \- l3 A- d
; G) U" @: `- B$ M% F    %%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%" b1 }4 a7 t1 K" X1 A5 M% I0 e# r
    %变异4 l. Y2 O) V' |$ r
    V1=V;- ]2 G2 t# [$ o
    [num1,lin]=size(V);
3 Z+ G- X* [. G2 b+ ~" m5 `+ K    x3=rand(num1,1);
6 K: e2 G/ ?& _) G* ^4 b5 v4 J    for i=num1
. t. J7 v' D" \' `& V5 k! F/ \# b. Q        if x3(i)<byl              %变异率2 Y8 B5 ?* i0 I, }$ t; ], S9 y
            h2=randperm(code);# |: ?# C6 G. z  m& \5 x
            V(i,h2(1))=V1(i,h2(2));4 T  d, o" U9 m) Q- y1 P: H
            V(i,h2(2))=V1(i,h2(1));, \* d5 Q5 C0 s& e8 \
        end
8 t1 Z9 G6 h4 E6 Y0 ^4 U  }    end
& s( t1 h1 Y3 ]% e7 Y" Kend
% Y* l) N; r+ Y$ d6 \%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%9 X) z6 q5 I3 M" K. P
% m) z3 v' M3 D* y( H
%对最终种群进行评估8 ?; G( t+ t' j
[num1,lin]=size(V);
9 P' F. |' ?5 ^1 O! Beval=zeros(num1,1);) N% R( n+ d# ?- e, G- I' v8 `
for i=1:num10 s7 |' `4 n  R: f; d; D7 T# j2 J
    for j=1:code-1
5 u1 [! S1 O% H3 K# E2 n        for k=j+1:code4 l# H" B3 q. `' X) f3 [, d/ S
            eval(i)=M1(V(i,j),V(i,k))*M2(j,k)+eval(i);. H- M2 ^, I* k" ]2 C2 m
        end
5 z2 O7 Y- d* i1 k: ^1 `5 _9 j7 s    end& n2 v, e8 ~( D
end: T* Y+ J; w+ y9 B
. T, m* x! ]) U3 P; C, J4 ]





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