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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,
+ I8 ]* w7 }, L
作者: 遗传算法LN    时间: 2020-5-31 11:22
如何利用工具箱求解
/ s6 ^) p! o0 |) s2 ]. Z
作者: madio    时间: 2020-6-1 08:24
问题:4 V4 ]4 `& W1 y& M# |5 }
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。/ z8 y. i: A& u4 ]
0 5 3 7 9 3 9 2 9 0;0 y* L5 x& s1 e! F2 j  T( k
7 0 7 8 3 2 3 3 5 7;
/ j: s1 f7 Y( y: s; {/ a! g# N7 B4 8 0 9 3 5 3 3 9 3;
7 V2 d! E* p7 t5 `: n6 2 10 0 8 4 1 8 0 4;
+ D7 X/ X* U: M3 b( \& y- C1 |$ d8 6 4 6 0 8 8 7 5 9;6 U" c' ^7 \0 N9 i, y' g
8 5 4 6 6 0 4 8 0 3;/ o7 E) s& {9 `6 s6 W( G% l- m' x; j9 v
8 6 7 9 4 3 0 7 9 5;
( W  w2 |% ]# b+ ~) Q  f6 8 2 3 8 8 6 0 5 5;
- \. a' C+ P  t  F( u* V1 V+ u+ b" t, ~6 3 6 2 8 3 7 8 0 5;; s+ [$ w  q7 ?% r: Q
5 6 7 6 6 2 8 8 9 0;3 o# F3 F3 M2 T6 ]7 F

- S1 w1 `; E: |  o答案 :) \* j1 v/ k: c
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。) K: K  G/ B8 J# e' \4 w( ^6 I, S
matlab源程序:2 R6 T; b7 g  @' o
%遗传算法
, H. e; t/ Q/ d$ k. r8 I0 D%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%+ m" K3 u# F0 ~7 }. ]. @
M=[0 5 3 7 9 3 9 2 9 0;. \( j$ v3 o! J) o# A# ?% N) A
    7 0 7 8 3 2 3 3 5 7;# I- g- @6 ~( Z2 Y5 L3 a0 V
    4 8 0 9 3 5 3 3 9 3;& f8 T: R6 V- y; ]0 g
    6 2 10 0 8 4 1 8 0 4;, c4 z' p, h( N2 U8 k& q
    8 6 4 6 0 8 8 7 5 9;
- ?8 ]4 t8 V0 J8 O, f: s    8 5 4 6 6 0 4 8 0 3;
4 L) D- Y: N9 Z2 R- C    8 6 7 9 4 3 0 7 9 5;8 E) h: C( d3 W4 ~* V+ |" _( ~9 h& ^
    6 8 2 3 8 8 6 0 5 5;
! ?4 v. K) N% m0 V6 v    6 3 6 2 8 3 7 8 0 5;8 @& c3 n; s& D2 K9 w1 g$ q' ?
    5 6 7 6 6 2 8 8 9 0;];  d5 [0 w2 e  p$ G4 M
M1=M;                   %员工间每月通话时间矩阵% M4 s4 s& ?$ U% M8 M& g
for i=1:104 [' U  J# r: T7 F9 u+ e
    for j=i+1:105 X6 d: Q$ k- A2 @2 A; e6 U6 i+ Z
        M1(j,i)=M(i,j);, c0 z4 ^" ?3 n" E
    end
8 m. }3 B& g! J" Y# ]7 W7 Hend
) e0 C# J4 N/ O7 Q3 ], A5 L$ r! ]M2=M;                %两地间通话费率矩阵/ f4 b5 f2 z* T, M
for i=1:10
# L3 g; b! _( j' A* R& t2 U    for j=i+1:10
& f& ?0 S8 B" L1 S9 q6 c8 k0 H        M2(i,j)=M(j,i);' j$ d$ M0 I( z. B( G
    end1 a+ b/ t2 P6 r3 [; V
end3 X- C& Y# V  X3 u3 {( `- }
%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%
/ J# {- e, ?* |. [. p+ a%初始化种群
0 L) ^* ^0 `- t2 ^, [- lnum=10;       %种群数量9 P% ?, @7 u2 p2 d% R. f* Q
code=10;       %染色体长# \5 W/ I9 L' l5 v6 t2 e$ n
dai=100;        %遗传代数# h3 b7 H6 b( M2 C4 G, B
inter=0.8;     %交叉率
+ S% ?4 |, F- z7 u1 D; ubyl=0.8;2 g0 q  p* a" w6 X
%A=randperm(num*code);
& D/ D6 W3 g* T9 M7 H! u6 `  efor i=1:num# g; K2 J, i3 b2 @$ l8 R2 Q  L
    V(i,:)=randperm(10);: z0 }% t/ a9 p5 p( N( }
end' ?6 J' }" r. j
%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%
& y* a% _) R3 v. I- h* Wfor gen=1:dai
! k- H. r( b9 J# N8 ^2 ^4 y# M# G- v. a' e: c3 y0 ]6 C
    %评估+ B. u  J- C/ _% f8 _: h
    [num1,lin]=size(V);
; s0 H  Y  r" X0 s% F    eval=zeros(num1,1);* Q$ G& n! x! {; }6 p
    for i=1:num1
7 D2 M, c7 O" \( u. Z        for j=1:code-14 K; l- W' t% y/ y. n
            for k=j+1:code6 R5 {* w- d' w$ N0 C
                eval(i)=M1(V(i,j),V(i,k))*M2(j,k)+eval(i);6 g7 \/ w7 T# f* W3 O5 V( @
            end6 O6 Y$ o  B4 R2 c: j5 q& G
        end
8 K% W1 D3 ?2 `* p6 W' Z    end  L2 [2 m5 U- S) {# f
    %%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%
$ |- q; |, `! }6 r    %选择
% n2 i: g+ `& e2 f    [eval1,ind]=sort(eval);
- k/ p# l% b! }9 k  p    V1=V;
% ]7 [7 j  w, Q$ i% N: o    V=zeros(num,code);6 D+ h) n# |. g& D; o: G
    for i=1:num9 ~+ j2 J+ \8 V0 A9 A. z. a) U1 g
        V(i,:)=V1(ind(i),:);6 W1 j, F! t) m. w: Y4 [5 E
    end
: X$ Y4 G$ D* B' Z! W    %%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%3 e" p, A. v1 H1 e% ]
6 G, ]  M' V1 b- n1 [8 q! B8 R
    %交叉* O4 w9 n. C& A6 F/ s. s7 ~
    V1=V;
( @8 V3 d3 E% d0 L1 q    panduan=rand(fix(num),1);        %判断是否进行交叉) l5 g6 h! a; _
    for i=1:fix(num);1 O* r+ t8 v; n
        if panduan(i)<inter          %在交叉概率内进行交叉
( a; C+ @* ]8 }4 a- q            V2=zeros(1,code);         %记录交叉后的染色体
  X4 h9 f& K( ~8 ^; c2 @/ G            h=randperm(num);                %随机取两个做交叉h(1)h(2)1 s! Y6 g; E9 T+ O
            a=zeros(code,1);                 %记录未使用的位置5 q8 M  V$ S" L
            b=zeros(code,1);               %记录未使用的数字8 }  t+ J! I5 ~: J* Z: z! N1 b
            %在双亲中随机选择基因2 t. s; O2 ]! }; h
            for i=1:code, R3 l* x( t8 m9 m/ a
                h2=randperm(2);                %在双亲中随机选择, V% }! B8 S* `6 f, v9 n+ E8 @
                if b(V1(h(h2(1)),i))==09 S8 |* L* w% D% I8 \* f" M
                    V2(i)=V1(h(h2(1)),i);   b(V1(h(h2(1)),i))=1; a(i)=1;
+ D7 Q4 Q5 A8 Z  ]3 y  z                end
8 @1 p% \* j, u6 K/ m8 T            end! ?  t( {5 y" L

1 L- R. t6 e) Y! d' s            %随机分配未使用数字和位置
' r: t  I. u  q$ L! B, s9 j9 f1 r            h1=randperm(code);               %记录未使用的数字
% Y4 }4 a" [: Y            for i=1:code
/ O8 o  U5 B( D                for j=1:code; [4 [7 V3 t( U
                    if b(i)==1&&h1(j)==i6 W0 h: x6 m6 r4 z
                        h1(j)=0;break
# s3 P! S; g/ \$ P9 ^                    end( p) T3 n) F9 m$ x1 ~- [
                end* f+ w2 l3 V. P  u( A8 E
            end
/ U8 U; B' A5 z9 w  m. \- c1 c          + X- k% V6 S) K. R; T$ y
            for i=1:code' w" i6 G0 B- J) P5 Y
                if V2(i)==0) {" |3 n7 h2 x8 X
                    for j=1:code. x) n" T, \4 ?0 Z) f
                        if h1(j)~=0
. u) J9 P9 _' ~* Z6 ~                            V2(i)=h1(j);h1(j)=0;break- U8 O* H2 |; D) c/ I9 p7 o3 B) X, y
                        end
! h( g' _* x+ [/ c% e8 d% i                    end
9 A  `, \* j6 V) S3 @2 W% d                end
; x. M# b2 O5 w4 h. u% F8 ^9 J            end! @/ ~/ Y6 f$ y, w
            V=[V;V2];7 q3 J9 x$ P) k
        end
" ]0 X! e3 l1 a) j! g% J! Y    end
& Q1 e6 u, H, d
5 ]- \" D, B1 m+ V% w    %%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%
9 i2 P$ Q- F, B6 {2 }    %变异& X7 C0 T. I7 q' D' ~# Q
    V1=V;
0 A' K2 @" |0 [' L! e5 p) j    [num1,lin]=size(V);  ]; O* k) S3 h* b/ `1 w$ t
    x3=rand(num1,1);
) ^7 D6 j7 I0 w  L! m: f    for i=num11 z0 X% [$ ?5 d3 Z1 ?- d% C
        if x3(i)<byl              %变异率
$ I& k  ~) `$ L5 u            h2=randperm(code);
6 w+ v! v; \3 l& t* t& z( c            V(i,h2(1))=V1(i,h2(2));
2 A) _+ }, m7 U            V(i,h2(2))=V1(i,h2(1));; b9 s) D$ h( B; ~# q& d3 t) |
        end8 I6 U" p; p$ x' _
    end
, `8 B# C! k3 Y' Xend
+ s$ @. I1 @7 |2 A* ?7 E) O( p" Z%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%: @  ], @2 D: _% |

2 c0 f# a3 a! C0 m' R, s%对最终种群进行评估
9 c5 l5 z6 {+ ^# ?[num1,lin]=size(V);3 s; |% ^* h" @* `) W6 ^
eval=zeros(num1,1);
' H' |  c, @: ]4 b- kfor i=1:num1
& B1 X" j# o3 q8 z( _    for j=1:code-1# t; y6 k, R9 n2 E
        for k=j+1:code# q' {. f1 b4 E( S# n) X
            eval(i)=M1(V(i,j),V(i,k))*M2(j,k)+eval(i);. f# i& g* J! G9 T$ I
        end  L7 J# y/ b( a. k5 I
    end& H# D3 W  S# L# [
end. l4 ^1 i* A# l) ^+ B$ z
$ t" J& q4 `9 k  s





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