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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,$ n% A& ?/ E' w- C+ j

作者: 遗传算法LN    时间: 2020-5-31 11:22
如何利用工具箱求解
8 o! T$ x  e2 N: `! l
作者: madio    时间: 2020-6-1 08:24
问题:
9 I6 X3 _! _4 z: E9 d# k; e; L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。& t6 k  t3 t) L- |3 p7 m
0 5 3 7 9 3 9 2 9 0;
9 `  p! t( C$ h3 g* w, H7 0 7 8 3 2 3 3 5 7;' {8 `* I3 U* b0 h* y, ], p
4 8 0 9 3 5 3 3 9 3;
, R0 y3 u* m. S3 I0 s6 2 10 0 8 4 1 8 0 4;0 l8 c8 J8 N! K! b" l7 G- u% N1 e
8 6 4 6 0 8 8 7 5 9;2 g+ x4 v% I0 E
8 5 4 6 6 0 4 8 0 3;
$ `$ S& I/ Y# L/ b6 I. T2 a8 6 7 9 4 3 0 7 9 5;# m3 d; v( `2 R9 S* B, e
6 8 2 3 8 8 6 0 5 5;
! e. R4 h: |. V/ i8 o3 O. x7 o6 3 6 2 8 3 7 8 0 5;
/ u  P9 R5 r. H) B2 A. w5 6 7 6 6 2 8 8 9 0;' ~/ h% y* A. }# M2 K& h- b' ]

7 Z& K( @3 L" Q' M& \0 M% p" D- d答案 :
) r, Q# k8 E0 x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/ ~* x) w$ O# N# x0 f/ T/ |9 ~
matlab源程序:
1 V- ~! {) a! t" h%遗传算法
  k# h  U; d# g" M  m%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%) K; g* V% j& S
M=[0 5 3 7 9 3 9 2 9 0;
! U5 W: g; |1 o5 _$ \; F    7 0 7 8 3 2 3 3 5 7;( V1 Q' u) f, e
    4 8 0 9 3 5 3 3 9 3;8 o5 f  W' G) X) j' [" @
    6 2 10 0 8 4 1 8 0 4;: R4 l" ^: \  g$ h* i
    8 6 4 6 0 8 8 7 5 9;$ ~+ l( k! x" m2 z6 z- v, k4 E
    8 5 4 6 6 0 4 8 0 3;
$ J( p' M. S  R7 q: Z' \    8 6 7 9 4 3 0 7 9 5;9 ~: y6 `2 [$ v/ ~4 i" O1 `
    6 8 2 3 8 8 6 0 5 5;6 p9 g' `) }/ ^# E# N
    6 3 6 2 8 3 7 8 0 5;
& K8 x: C: y& j* S! u# a. w, j0 u    5 6 7 6 6 2 8 8 9 0;];
& i2 ^: u* R% K0 W3 J7 Y0 YM1=M;                   %员工间每月通话时间矩阵+ w7 b) _& Q( m5 N# x: H6 E1 |! v
for i=1:10
" k1 g- T$ N& |( P9 E% K    for j=i+1:10# |/ l& L& `/ z( V# T. }
        M1(j,i)=M(i,j);% t8 `; [: k3 n
    end
" d2 \1 B1 V8 V6 f- P: S: V" Bend8 A7 a7 k3 X( X  I  `6 k* ~. n0 e, E
M2=M;                %两地间通话费率矩阵
* b) n, c) ]9 z) Pfor i=1:10
! k# j' [' y: Y/ a    for j=i+1:10; J+ ^6 v4 N, S( a. r$ I
        M2(i,j)=M(j,i);( T6 ~, Q3 v& m' U/ n
    end  b" N# k8 H/ q$ W5 M# M% B
end
% b. L5 @3 p! G' q+ Q8 ]%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%
7 v: x8 F( y& _4 h; Q+ R%初始化种群
0 c/ d& G: \% }2 w% Onum=10;       %种群数量
- u8 r) ]; v2 G/ _, M1 l6 \8 acode=10;       %染色体长
9 Z2 k' R3 g; [0 n5 ldai=100;        %遗传代数
2 n. V+ ~/ @1 i* ~4 Hinter=0.8;     %交叉率
- B- k) o  }5 n0 e* x1 @5 L2 C7 h$ Ibyl=0.8;
$ F) Y3 w) n% i: d%A=randperm(num*code);
9 A+ L; X+ h6 n  i9 bfor i=1:num+ Y. ?( S7 l" G1 I% @; K& |8 ]
    V(i,:)=randperm(10);: X0 B/ f! ]3 b7 m  F2 {* R
end5 O* t/ a8 X$ m4 y
%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%
  ]  S) |. {5 c# E* Z, \) b1 x. nfor gen=1:dai( p) _' |' p  V- X+ Z

' Q( ]8 m6 O2 l6 x/ ~    %评估
! X- Y- s, U) [. q* f/ f    [num1,lin]=size(V);8 E& P5 ^2 L" v- e
    eval=zeros(num1,1);/ ?- X; U  r: s/ R; ~  O
    for i=1:num1( I( @% {! x& |' L2 f& N2 Z& Z. H# ~, u
        for j=1:code-1: r( s! \6 P& {% n
            for k=j+1:code' g  A! N& f  z( H
                eval(i)=M1(V(i,j),V(i,k))*M2(j,k)+eval(i);: w9 M4 R" O( S0 y8 m0 }
            end
) n4 G* g9 {* V' I        end
' {; Y/ x( u% i7 ~* m8 S) {; j    end! I& p$ k  H. |1 Q# L- r8 X: g
    %%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%) z) K# q! {' ~( o0 \
    %选择- q4 L5 i6 W$ n
    [eval1,ind]=sort(eval);  O6 U- B( D( \# g4 t6 j
    V1=V;( L0 ]/ P: e5 R, q5 `0 d
    V=zeros(num,code);' d/ L4 L* k* \) b: J% b. _  l
    for i=1:num
: o* d" V: e! z' A- U) A6 p        V(i,:)=V1(ind(i),:);
$ m; a) a/ M# A  H' V3 G/ Y8 q& Q8 M    end" [& x7 E* m  U
    %%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%
& \/ u3 I' Z" I, K7 y: Y5 q( K4 C
    %交叉2 B* [1 o) w2 V2 f( ?
    V1=V;9 s$ m5 w' M; }% e7 \& _+ a
    panduan=rand(fix(num),1);        %判断是否进行交叉. g# R$ T0 w; d$ r/ D+ s7 T& j! G7 D8 V
    for i=1:fix(num);( E0 s* O! o' C9 \1 S
        if panduan(i)<inter          %在交叉概率内进行交叉$ W6 y$ z* I  p2 h' m& y( [! C6 A( q
            V2=zeros(1,code);         %记录交叉后的染色体
. m) P% b6 {# t2 e% w) p/ X            h=randperm(num);                %随机取两个做交叉h(1)h(2)% S* `4 c, ~* [0 A8 M
            a=zeros(code,1);                 %记录未使用的位置3 {# Z- ]$ V  u8 F( y: J
            b=zeros(code,1);               %记录未使用的数字  V6 Y4 G/ M6 g& B
            %在双亲中随机选择基因
' E6 O( l8 J4 a# r% d1 p  t. g            for i=1:code
" N$ j7 Z: R; O                h2=randperm(2);                %在双亲中随机选择& I, j& l6 A1 m" m7 H' v5 P* ~7 i# g
                if b(V1(h(h2(1)),i))==0
8 X* L. _! A' ~# w! z, O: L                    V2(i)=V1(h(h2(1)),i);   b(V1(h(h2(1)),i))=1; a(i)=1;9 m; r1 r5 t  y
                end: R( W9 j! W8 ~4 f% `
            end. N7 ~) c8 O7 c# \& E8 W

# z& c) Y* p. c% G! }            %随机分配未使用数字和位置
  o! F- c3 n4 P- u            h1=randperm(code);               %记录未使用的数字4 i" o0 Y, b% _& z% |3 M, I
            for i=1:code3 }2 y, C$ K1 d7 i7 @, p5 _
                for j=1:code8 q) v- ^3 l! a( Y" v9 w$ {1 D
                    if b(i)==1&&h1(j)==i
& ?* q, i% C' B; M# ~5 X0 b                        h1(j)=0;break$ A6 t: k9 J0 w( b4 I4 Q( t7 V
                    end  t% J  B: t, F
                end
. q# C) f4 F* E1 Z/ f  f            end6 b! s6 U; j  J  u. j, H5 p
          / Y7 t: B1 _$ _( c4 Y6 V" i7 n
            for i=1:code4 L2 K% {- z+ ^5 Q, @, T% u/ Z
                if V2(i)==0  T( d0 S. s% O5 u/ H# K  T' o
                    for j=1:code! I+ |" t) [" B8 J3 z% \0 |4 M
                        if h1(j)~=0
! `: H  ~- z. s$ h2 P' x                            V2(i)=h1(j);h1(j)=0;break
9 W1 T3 B( I; r$ m; x                        end7 d6 }2 K! k7 C( y2 k0 M: t6 t
                    end
+ m3 d+ a6 [6 u9 f; r0 A' r                end* _; T5 H1 C+ J6 C- W
            end
* h, k; J, u, F% {5 d            V=[V;V2];, P/ l# E9 R3 y& T1 z7 `
        end' |1 r" |3 U! T  K& ~3 c! j% i
    end
1 F2 ~  y( ?( ]2 |8 S/ \2 W
  Q3 @& \# S/ c% B  u6 v    %%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%5 s5 K% P! r! u" D
    %变异
* ~4 h+ ^! r0 R0 `( F5 y8 W1 L    V1=V;( H: H7 c( W" E; [& \
    [num1,lin]=size(V);
9 P& M/ m, a& F7 q- z/ g    x3=rand(num1,1);
% w: N: P3 R+ y8 f; [    for i=num1
: a9 [/ z  T& Q( `# B        if x3(i)<byl              %变异率( _$ z1 E  q+ S
            h2=randperm(code);' K1 w2 X) ~- w2 ?8 [" ]  I. a
            V(i,h2(1))=V1(i,h2(2));
& P" n2 v. v$ i( I2 W3 ~8 p+ q            V(i,h2(2))=V1(i,h2(1));1 P% ?) d' s* ~; h, P; D
        end
9 B9 f3 l3 o4 R) [# A    end
2 v, D. B$ _0 ^3 {/ xend
, H, C# a* }" k; v! z/ ]%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%/ v2 z4 b* T3 F1 T3 H5 E
7 F8 R* V" ~9 A; i: Y3 R
%对最终种群进行评估" o5 G- y: I/ W. [$ r" y& V
[num1,lin]=size(V);3 i$ z' [7 o: |* K! {: N* e
eval=zeros(num1,1);* m$ i" O/ Q7 a& Q% k( s
for i=1:num1
) r# c5 T: Q7 k: K8 d    for j=1:code-1% h; H- I, D; f' q& z* y
        for k=j+1:code" O) i3 Z3 ]& L8 e' B/ `
            eval(i)=M1(V(i,j),V(i,k))*M2(j,k)+eval(i);
4 N  V  B4 B" q7 N  U2 E        end3 f  [4 q, U% h' c
    end, A7 }+ g9 I5 T, L- _% I0 v6 m
end# _2 F. g6 ?6 b' p( ~# Z

2 o6 ~# ^, q1 |* A" g# c: _




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