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标题: [分享]遗传算法(C++) [打印本页]

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作者: ilikenba    时间: 2005-1-31 12:29
标题: [分享]遗传算法(C++)
<DIV class=HtmlCode>
<>// Genetic.cpp: implementation of the CGenetic class.
" {2 U, \1 l; e% R0 j//
//////////////////////////////////////////////////////////////////////</P>
<>#include "stdafx.h"</P>
8 a6 O( W' O* r4 D<>#include "Genetic.h"
#include"math.h"
#ifdef _DEBUG
#undef THIS_FILE
static char THIS_FILE[]=__FILE__;
+ U( @) ]5 d7 R, M3 M# |6 j; O#define new DEBUG_NEW
#endif
9 S  V& D( Q! M4 r( V  L$ T/////张纯禹  2001年   <a href="mailtchunyu79@hotmail.com" target="_blank" >chunyu79@hotmail.com</A>
0 K2 }* ]2 G* E* j4 O//////////////////////////////////////////////////////////////////////
: X. S: \) }+ C. \// Construction/Destruction
//////////////////////////////////////////////////////////////////////</P>
<>CGenetic::CGenetic()
{pmutation=0.01;//变异概率
8 S8 Q: L: X# [+ P, u( X/ c pcross=0.9;//交叉概率
% T' K# `. S  l! J3 }5 v" t maxgen=5000;//最大进化代数
" H/ v/ E9 J9 T% c# i6 e iVarNo=0;//染色体数目
. S' M0 b, M* l, Z9 e sumfitness=0.0;
. _8 B2 z0 R$ ]8 [, t8 W2 ? gen=0;
, \! ~+ ~7 e' A' l6 o1 g IsSetScope=false;//还未设定个变量范围
IsStoped=false;
for(int i=0;i&lt;MAXBESTNUM;i++)
0 ]8 R# D4 G4 `2 i, g1 m   bestchrom.fitness=0;
iBestNum=0;
dblCre=0.0;
dblDifference=0.15;
* X, d3 {8 E9 T% o, a& j5 t+ \ best.fitness=0.0;
4 }$ B, X2 g3 T% D: Z/ `" {6 S0 V
initM(MATCOM_VERSION);
3 m7 I8 R  Y  X) }" Z }</P>
2 U4 |* d: p& g<>CGenetic::~CGenetic()
/ C. J" {4 s* e{exitM();
}</P>
# i+ T8 y1 g7 Q1 C1 w) M. \: Z<>int CGenetic::rselect()
* Q* w  V( H7 x( M" V: j{double rand1,partsum;
" Z% X; M1 P8 t; Q& v int j=0;
" x$ a- M1 r& C3 Y partsum=0;
rand1=rand()*sumfitness;
) d3 X- r; r% w4 w6 Z" ^& w do{
) z; O1 e4 [& E" c  partsum=partsum+newpop[j].fitness;
, n6 I  ~$ s3 ~& S3 S3 A: }  j++;
% ?9 J3 m( ?1 N9 x% q5 x }while((partsum&lt;rand1)&amp;&amp;(j&ltOPSIZE));
return (j-1);
) Q/ p2 {1 i8 [}</P>
; G+ l- {0 ~0 T$ `! g<>void CGenetic::generation()
{int i,r1,r2;
CHROM tempChrom;
//进行统计，计算newpop单个染色体的适应度，选出最优染色体
* Z- e5 Q/ ?3 n7 O$ L; f' } statistic(newpop);
) N& k" n+ L) q3 `4 b* k) t5 O. B //从1到POPSIZE循环，根据适应度选择，进行交叉，组成oldpop
7 i4 t4 w/ y7 f. A$ U2 R1 y, H5 ^4 g    for(i=0;i&ltOPSIZE;i+=2){
, ~( L# r2 z1 h( o- Y- n  r1=rselect();
* n- ~: W- h1 U/ y3 G4 ~4 n  r2=rselect();
' ]$ x9 v& K4 Y" I+ G  cross(newpop[r1],newpop[r2],i);
}</P>
3 w9 Y# e- z  y<> // oldpop,newpop进行调换
for(i=0;i&ltOPSIZE;i++){
  tempChrom=newpop;
  newpop=oldpop;
! j. u9 W4 h1 H. `& v0 \6 k  oldpop=tempChrom;
$ U  H9 K3 p) f6 ~8 {" F }
+ [6 g/ J  P" _  v: Y, T# U //从1到POPSIZE循环，对newpop进行变异
/ ]' L0 K1 ^" {4 L' ^7 _. G, u$ T    for(i=0;i&ltOPSIZE;i++)
     mutation(&amp;newpop);
}</P>
<>bool CGenetic::begin()
{MSG msg;
3 e- T2 C* s1 s  T mData=zeros(1,bpnet-&gt;iInput);
mResult=zeros(1,bpnet-&gt;iOutput);
2 W) ~  D8 Y6 Rfor(int i=gen;i&lt;maxgen;i++)
{if(IsStoped)
/ L7 S9 A: `6 c/ m: X3 B  break;
0 _* u( p2 W. A# @) W if(bpnet-&gt;iOutput&gt;1){
5 p8 B) q$ f9 v ::MessageBox(NULL,"目前只支持一个输出量!","错误",MB_OK);
return(false);
& @0 X5 a# S; D  v4 E }
- W6 C, g9 t. a/ g+ U if(gen==0)
) v( f$ Q. a$ G9 `1 |  init();//如果刚开始运算，初始化
generation();
" g. ~. D, B0 V# e2 O! G9 W# E- S gen++;
//防止假死机
* R8 E( Q2 q. ]9 W# b2 q :eekMessage(&amp;msg,NULL,0,0,PM_REMOVE);
:ispatchMessage(&amp;msg);
msg.message=-1;
5 E" k$ X% B+ o( t7 C8 [ :ispatchMessage(&amp;msg);//这样可以消除屏闪
}</P>
$ ?0 z8 m9 [( }7 c<>return(true);
0 e. y! D! g+ P" {5 f, j& l}</P>
7 X9 U# r! Q0 ?, M% \/ Z' R: P<>
void CGenetic::cross(CHROM chrom1, CHROM chrom2, int iPlace)
! F1 k. U9 ]& R! Q1 A/ o) {& t{double c;
! v' X  [9 F6 V& b) ?: s int i=0;
//以交叉概率进行交叉，并对交叉后的新染色体进行判别
//循环，直到产生合法的新染色体
$ i' b5 P. |( }+ T( T& H) }9 t0 l do{if(flip(pcross)){//交叉概率
c=rand();
    for(i=0;i&lt;iVarNo;i++){
oldpop[iPlace].chrom=c*chrom1.chrom+(1-c)*chrom2.chrom;
6 {9 Q; g. M! N/ p: A oldpop[iPlace+1].chrom=(1-c)*chrom1.chrom+c*chrom2.chrom;
}
}
$ e, `5 K/ u3 T else//直接赋值，不再交叉
{oldpop[iPlace]=chrom1;
' q6 k" Y6 p( _& T  oldpop[iPlace+1]=chrom2;
}
  u  V+ Q- Z! v}while(!identify(oldpop[iPlace])||!identify(oldpop[iPlace+1]));</P>
<>}</P>
" b! I, j+ n+ l; z7 H, ]<>bool CGenetic::flip(double possibility)
+ K; V/ d9 P5 N2 j5 P) c{double ppp;
6 y7 c. w& l* R0 Bppp=rand();
if(ppp&lt;=possibility)
- l0 g6 L! W6 C! z% v$ e return (true);
% L* K! t3 J2 z( Velse
; B3 {% U0 y  q0 K: ` return (false);
}</P>
<>void CGenetic::mutation(CHROM *chrome)
{double m=10;
8 [! _0 P$ t5 n* | int i=0;
CHROM temp1,temp2;
1 y0 s' F( y/ H2 ?9 U if(flip(pmutation)){ //以变异概率进行变异
  do{ for(i=0;i&lt;iVarNo;i++)
, N7 G" q8 d3 `     temp2.chrom=chrome-&gt;chrom;
5 d  P& Y4 E8 J         for(i=0;i&lt;iVarNo;i++)
    temp1.chrom=randxy(varminmax[0]-varminmax[1],varminmax[1]-varminmax[0])/10;
8 L$ V5 L3 E& [1 B: ^  m3 b; A1 R* U          for(i=0;i&lt;iVarNo;i++)
1 A2 M$ ?0 J' l6 t* ^2 t) |% ]1 f4 b     temp2.chrom+=m*temp1.chrom;
* F7 Y* ~% K! A    if(!identify(temp2))
7 M& [) A( [. l4 g7 B0 f" o' ^9 K     m=(double)m/(double)(2.0);
  }while(!identify(temp2));
}
- _( ]9 k7 O. R* l6 [3 q else{
  for(i=0;i&lt;iVarNo;i++)
1 y( X4 |4 s) O) u% g     temp2.chrom=chrome-&gt;chrom;
}
% g& T' C  h$ Y. G( o for(i=0;i&lt;iVarNo;i++)
$ O  x% q! I  {  chrome-&gt;chrom=temp2.chrom;
; ?( c# ]/ _# G0 I4 N7 h" g}</P>
<>void CGenetic::statistic(CHROM pop[])
{int i;
sumfitness=0;
//循环，计算单个染色体的适应度,以及sumfitness
$ w4 {! I0 w6 B: A$ l for(i=0;i&ltOPSIZE;i++){
   pop.fitness=CalFitness(pop);
   sumfitness+=pop.fitness;}
//选出符合条件的染色体
/ Y& B  v3 i3 ?4 S/ R: l& \' s for(i=0;i&ltOPSIZE;i++){
/ F0 F7 n: p. o  H1 { if(pop.fitness&gt;=dblCre&amp;&amp;IsNew(pop))
. n# n* e* N5 ?3 Z$ {2 r6 g$ ~5 D  bestchrom[iBestNum++]=pop;
if(pop.fitness&gt;best.fitness)
  best=pop;//纪录最佳染色体
; R7 I7 y6 ]% c* F+ {: b}</P>
/ X- w8 f6 S. Y. B$ j5 b/ [<>}</P>
( B0 J9 L; E, _: ]$ Q' ~. U! e0 C  w<>void CGenetic::init()
- W) E3 G6 I$ _2 Z6 L0 I# ?{//对种群进行随机初始化
; @7 Z& ]6 T& r7 vint i,j;
. z" \9 m" T' P. xsrand( (unsigned)time( NULL ) );</P>
<>if(iVarNo!=0&amp;&amp;IsSetScope)
{for(i=0;i&ltOPSIZE;i++){
2 T: i' ]- G8 M% ~& s for(j=0;j&lt;iVarNo;j++){//在最值间随机赋值
  newpop.chrom[j]=randxy(varminmax[j][0],varminmax[j][1]);
5 B! ?0 y3 s3 Q' U# O: a        oldpop.chrom[j]=newpop.chrom[j];
}
$ ?4 H* n4 R4 W/ E}
. j( H, y6 q6 K}
else
{if(iVarNo==0)::MessageBox(NULL,"变量数不能为0!","错误...",MB_OK);
  else if(!IsSetScope) ::MessageBox(NULL,"还未设置变量范围","错误...",MB_OK);
; f7 p6 t+ v. a- Z7 l6 D: n% a$ v+ b }
}</P>
) T8 E* @) _5 B. i3 @
<>double CGenetic::randxy(double x, double y)
( l* I, E% H/ `6 Y{ return (x+(y-x)*rand());</P>
<>}</P>
+ n4 w" [0 m8 \- o9 ^/ ~/ [3 E. v& K5 E<>void CGenetic::setscope(double scope[MAXVARNO][2], int iNo)
{int i;
2 k' b1 ]7 ^+ ?; ?: \. D( F0 W# S. Afor(i=0;i&lt;iNo;i++)
$ ]. f$ J4 s) w{varminmax[0]=scope[0];//最小值
varminmax[1]=scope[1];//最大值
}
IsSetScope=true; </P>
<>}</P>
<>double CGenetic::CalFitness(CHROM chrome)
{ double dblResult;
, f" J' H, z! {: @' X- _1 t7 t int i;
- b9 M: c. D" a$ a  l# X for(i=0;i&lt;iVarNo;i++)
  mData.r(i+1)=chrome.chrom;
mResult=bpnet-&gt;simulate(mData);
dblResult=mResult.r(1);
& t0 |4 u) g; k2 r! v' x" i. A return(dblResult);
0 [0 [# J/ b3 R9 I5 d6 @* B/ K}</P>
" S  T4 R8 Q" }9 F9 t
2 A* D4 c3 L; d( i9 C" G9 b<P>bool CGenetic::identify(CHROM chrome)
) x" p7 w! C5 x0 u2 m& {  g{int i=0;
bool IsOk=true;;
for(i=0;i&lt;iVarNo;i++){
  if(chrome.chrom&gt;varminmax[1]||chrome.chrom&lt;varminmax[0])
7 u5 `3 B- w" C  {IsOk=false;
  break;}
' X9 s* e" j6 X$ G8 P7 n }
return (IsOk);
! k3 H4 @5 I" v& O$ N! \! q}</P>

% I' g, K9 L/ y7 }5 ?. N<P>double CGenetic::difference(CHROM ch1, CHROM ch2)
{double differ,temp1=0.0,temp2=0.0,temp3=0.0,dblTemp1,dblTemp2;
int i;
: l& F- H0 C6 E- L* s5 c for(i=0;i&lt;iVarNo;i++){
  dblTemp1=ch1.chrom/(varminmax[1]-varminmax[0]);
2 B! C; ?4 K6 l% ^' _4 C  dblTemp2=ch2.chrom/(varminmax[1]-varminmax[0]);
  temp1=temp1+fabs(dblTemp1-dblTemp2)*fabs(dblTemp1-dblTemp2);
     temp2+=dblTemp1*dblTemp1;
  temp3+=dblTemp2*dblTemp2;
}
temp2=(temp2&gt;temp3)?temp2:temp3;//取较大者
differ=sqrt(temp1)/sqrt(temp2);
/ v; C) Q+ F6 `! [9 g return (differ);
}</P>
5 m- W1 K2 w. X" K" s<P>bool CGenetic::IsNew(CHROM ch)
{int i;
9 p( s5 E6 ~; ]; E) \2 q) G bool IsDifferent;
IsDifferent=true;
for(i=0;i&lt;iBestNum;i++)
  if((difference(ch,bestchrom)&lt;dblDifference)&amp;&amp;(angle(ch,bestchrom)&lt;dblAngle))
  {IsDifferent=false;
      break;
: ^6 N3 Z' e  O' S, [  }
return (IsDifferent);</P>
$ e5 h  l- ]8 c+ ]5 R; Z) i<P>}</P>
<P>double CGenetic::angle(CHROM ch1, CHROM ch2)
{double pi,temp1=0.0,temp2=0.0,temp3=0.0,dblCos=0.0,angle;
int i=0;
double dblTemp1,dblTemp2;
for(i=0;i&lt;iVarNo;i++)
7 _- o6 Y" ^0 p3 _ {dblTemp1=ch1.chrom/(varminmax[1]-varminmax[0]);
  dblTemp2=ch2.chrom/(varminmax[1]-varminmax[0]);
$ h& @- S) r- n& w( N3 U  temp1+=dblTemp1*dblTemp2;
  temp2+=dblTemp1*dblTemp1;
  ?! _! @6 K/ D/ s9 {3 n2 ~  temp3+=dblTemp2*dblTemp2;
, I. U8 K8 G# [% A }
% s3 K$ F) M. S) K9 T& q( c temp2=sqrt(temp2);
temp3=sqrt(temp3);
) {6 T( {0 u/ T. W/ w0 y dblCos=temp1/(temp2*temp3);
2 j# u7 \; j) A- n pi=acos(-1.0);
angle=acos(dblCos);
8 S$ ?/ y+ g3 G( U2 C angle=(angle/pi)*180.0;//转化为角度
( X$ D5 f; b, v7 d/ C return (angle);</P>
<P>}</P></DIV>
<DIV class=HtmlCode>
<P>// Genetic.h: interface for the CGenetic class.
# X' Q/ r; c$ A! D0 U9 Q//
. }# G7 v* t& N5 X5 a//////////////////////////////////////////////////////////////////////</P>
<P>#if !defined(AFX_GENETIC_H__72C36058_C073_487F_BD99_D8BD4A59EFF0__INCLUDED_)
#define AFX_GENETIC_H__72C36058_C073_487F_BD99_D8BD4A59EFF0__INCLUDED_</P>
<P>#if _MSC_VER &gt; 1000
; y# N! J# H* o#pragma once
#endif // _MSC_VER &gt; 1000
#include"definition.h"
1 \; N; N- t' ~: Z, Z# V$ f7 P) ztypedef struct mychrom{
double chrom[MAXVARNO];
" r* m( X- G, K7 f0 x" Z, ^7 Kdouble fitness;//适应度
}CHROM;
#include "BpNet.h"
$ Q* @, Z3 F2 ~) P////////张纯禹 2001年   <a href="mailtchunyu79@hotmail.com" target="_blank" >chunyu79@hotmail.com</A>
class CGenetic  
{
public:
4 `, {8 K$ d8 V8 C- W) h bool IsStoped;
, n& M$ I! K; q* a double dblAngle;
CHROM best;
Mm mData,mResult;
' b- v& v4 P& {2 _' a double dblDifference;//差异〉改值的染色体视为不同
double dblCre;//适应度&gt;改值的染色体符合条件
int iBestNum;//符合条件的染色体数目
9 M$ O4 R  H# {9 O CBpNet * bpnet;
//double (* obj_fun)();
double CalFitness(CHROM chrome);//计算适应度函数
" E( _8 N5 M: T3 d1 w8 ~  [8 Z/ b' l( | long gen;//当前进化代数
* N. E5 v. }7 N/ U8 T void setscope(double scope[MAXVARNO][2],int iNo);//设置染色体取值范围
double randxy(double x,double y);//产生x,y之间的随机数
) e5 A3 r5 }3 O! V! E6 @. W2 T void statistic(CHROM pop[]);
$ |0 H6 R8 X) X! T CHROM bestchrom[MAXBESTNUM];//最优染色体
: \- s" z& j9 w: L2 p& g bool begin();//主函数
void generation();//一次进化
8 H/ Z; s- q8 v# N int rselect();//轮盘赌选择
CHROM newpop[POPSIZE];//种群
CHROM oldpop[POPSIZE];//种群
; U4 f9 x( u* M$ d9 Q1 G, r double pmutation;//变异概率
* S* r& i* G9 L# m double pcross;//交叉概率
! F  ^9 E  ]. N' F$ E9 _ long maxgen;//最大进化代数
int iVarNo;//染色体数目
: P0 |/ N, U4 p/ E double sumfitness;
6 }1 e3 K9 i$ v CGenetic();
8 Y  \2 [& @3 L, H0 E  k5 G virtual ~CGenetic();</P>
<P>private:
1 x6 d6 B- j1 i4 _  Z  B0 D/ A1 L double angle(CHROM ch1,CHROM ch2);
, _, B# y$ ~- D bool IsNew(CHROM ch);//判断是否为符合条件的新染色体
double difference(CHROM ch1,CHROM ch2);//量个染色体之间的差异,用以区别</P>
<P> bool identify(CHROM chrome);//验证是否为合法的染色体
* e  t+ a3 I6 q, {! { double varminmax[MAXVARNO][2];
/ R5 b& [6 }% \$ Z void init();//初始化，设置初始染色体
1 J8 G' m# L, f+ {% I void mutation(CHROM *chrome);//对新染色体进行变异
bool flip(double possibility);//测试
9 u/ h+ ^0 l: C2 j/ f //交叉操作，iPlace指明新染色体位置
! v; d2 l! x4 _3 f1 H' e, {6 H void cross(CHROM chrom1,CHROM chrom2,int iPlace);
6 x, n& M2 z* U* ? bool IsSetScope;
0 p3 _7 ~7 n9 o
( y) J. P8 S) E# t7 N$ |7 W  o};</P>
<P>#endif // !defined(AFX_GENETIC_H__72C36058_C073_487F_BD99_D8BD4A59EFF0__INCLUDED_)

</P></DIV>

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作者: bogolyx    时间: 2005-3-21 11:26
细细，谢谢了，请问有神经网络的vc++程序码？

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作者: edewo    时间: 2005-3-29 22:30
你好，你发的程序我也看了，不过请问一下在Genetic.h头文件中，头文件definition.h和变量MAXVARNO在哪里可以找到，多谢了，你用这个类了吗，效果怎么样

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作者: hawkltl    时间: 2005-4-28 11:05
<>能不能发份你的这部分程序给我啊？(包含Genetic.h头文件)</P><>谢谢！</P><><a href="mailthawkltl@eyou.com" target="_blank" >hawkltl@eyou.com</A></P><>QQ:297478832</P>

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作者: canglang    时间: 2005-5-2 09:10
不错,支持

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作者: yiping_fly    时间: 2005-5-28 15:39
<>有量子遗传算法解背包问题的程序么，谢谢斑竹</P>
$ Z: I+ j* ?% h# W1 W/ y9 C1 i1 _<>QQ 20409589 EMAIL yiping8241@sohu.com</P>

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作者: txj66    时间: 2005-9-13 13:13
标题: 好啊啊
<>好啊啊</P>

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作者: luotianj    时间: 2005-9-23 23:06
<>谢谢</P>

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作者: john.liu    时间: 2005-11-6 11:11
<>good</P>

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作者: bluewisher    时间: 2005-11-11 00:35
<>还不会用</P>

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作者: aovi    时间: 2005-11-18 15:43
谢谢

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作者: yylyqing    时间: 2005-12-31 18:29
支持

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作者: xybmay    时间: 2006-1-28 09:06
<>支持</P>

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作者: 风雨尘    时间: 2006-2-9 14:59
好东西，多谢

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作者: zhouming09    时间: 2006-3-12 11:35
<p>有没有蚂蚁算法的啊</p>

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作者: hnu_ld    时间: 2006-5-22 09:49
对我很有帮助，谢谢

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作者: lily2006    时间: 2006-5-27 21:50
谢谢！你真是个大方又有水平的高手!世界因为有你而精彩！！！

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作者: nice2me    时间: 2006-7-30 21:52
高手，领教了

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作者: jianjian1981    时间: 2006-8-22 21:29
<p>高手，谢谢</p>

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作者: bigwhu    时间: 2006-10-20 22:33
收藏了

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作者: sunnytsai    时间: 2006-11-13 13:16
已经下载了，慢慢研究！谢谢楼主

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作者: delaunay    时间: 2006-11-26 08:17
代码不全

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作者: echo5183    时间: 2006-11-29 11:23
thx！

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作者: prime123456    时间: 2006-12-13 16:36
good

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作者: prime123456    时间: 2006-12-13 16:38
<p>正需要</p>

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作者: winzkt    时间: 2006-12-15 23:40
thanks

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作者: zhangyuslam    时间: 2006-12-17 01:08
还可以哈！

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作者: ysj_qqq    时间: 2007-1-5 22:37
标题: OK
谢谢，正好需要

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作者: zylchy    时间: 2007-1-9 13:19
ding

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作者: 老安    时间: 2007-1-11 08:43
谢谢

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作者: fdlich    时间: 2007-4-9 11:36
有C版的吗？

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作者: 遥远三少爷    时间: 2007-4-11 20:54
谢谢了，请问有神经网络的vc++程序码

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作者: maomao850427    时间: 2007-4-15 12:06
好长啊

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作者: maomao850427    时间: 2007-4-15 12:06
好东西

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作者: lililulu    时间: 2007-4-17 13:54
<p>不错啊</p>

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作者: elinor    时间: 2007-4-19 13:58
支持一下

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作者: raccoon1119    时间: 2007-5-5 15:21
<p>好，顶一个</p>

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作者: kasim    时间: 2007-5-13 18:00
谢谢共享

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作者: sunks8    时间: 2007-5-29 17:24
向斑竹致敬！＠呵呵！＠

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作者: paraparakk12    时间: 2007-6-12 03:58
好东西，看了就ding!

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作者: poppoppop    时间: 2007-6-21 15:09
<p>kan kan</p>

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作者: paopao    时间: 2009-2-25 00:17
真好！！！

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作者: paopao    时间: 2009-2-25 00:18
好好好好哈哈哈哈哈哈哈哈哈

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作者: paopao    时间: 2009-2-25 00:18
真好！！！

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作者: chouyule    时间: 2009-3-19 22:46
代码以这种发式发 看着好累哦  不知道好不好用 楼主用过吗

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作者: 成旭    时间: 2009-4-15 21:56
dingsidngdingisdng

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作者: aimaer_21    时间: 2009-5-17 19:38
细细，谢谢了，请问有神经网络的vc++程序码

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