[分享]遗传算法(C++)

ilikenba

<DIV class=HtmlCode>
; {( s! c( E! q* w<>// Genetic.cpp: implementation of the CGenetic class.
; M2 n% X5 C4 W$ s% N& j: P//
6 w! d# b1 X+ b- V% Z7 Q* e4 M! R//////////////////////////////////////////////////////////////////////</P>
<>#include "stdafx.h"</P>
<>#include "Genetic.h"
6 O! h, U, y4 L; w; C: }* P#include"math.h"
#ifdef _DEBUG
#undef THIS_FILE
static char THIS_FILE[]=__FILE__;
#define new DEBUG_NEW
8 q8 A! ?- t6 Q: b1 Z+ z, L% c#endif
$ M2 L  F2 u+ }( u' y, K. p' t" l/////张纯禹  2001年   <a href="mailtchunyu79@hotmail.com" target="_blank" >chunyu79@hotmail.com</A>
. i8 e0 s: n; g//////////////////////////////////////////////////////////////////////
// Construction/Destruction
//////////////////////////////////////////////////////////////////////</P>
<>CGenetic::CGenetic()
$ c/ B8 H0 ~6 K# h% p$ I2 \{pmutation=0.01;//变异概率
pcross=0.9;//交叉概率
! }! \0 G: a) g& H& o! n maxgen=5000;//最大进化代数
. ^, f0 s9 ~  N: ?' [. Y+ G4 T: k iVarNo=0;//染色体数目
  _, s$ r1 ^, @3 F sumfitness=0.0;
gen=0;
7 A: J$ n; [4 A( H; d. W/ N. G; [# K' T IsSetScope=false;//还未设定个变量范围
0 t8 x* w6 h7 }6 L1 r IsStoped=false;
for(int i=0;i&lt;MAXBESTNUM;i++)
   bestchrom.fitness=0;
5 O+ y3 g4 {' j* A) C% D& J! } iBestNum=0;
* g2 w9 p0 _5 C, P5 P) A3 c# ` dblCre=0.0;
8 W* H1 z! q# X& H6 c6 G( z( g7 J dblDifference=0.15;
! r$ y! W4 D, F8 V best.fitness=0.0;
* s  a  A- n$ V8 x1 \, [
initM(MATCOM_VERSION);
}</P>
/ N$ G5 A  M) L  L6 S- |<>CGenetic::~CGenetic()
{exitM();
}</P>
<>int CGenetic::rselect()
{double rand1,partsum;
int j=0;
partsum=0;
7 \  p5 I( D( { rand1=rand()*sumfitness;
do{
3 w9 b- g: K6 r: |  v0 d/ w& {  partsum=partsum+newpop[j].fitness;
  j++;
$ @% D/ s" F$ e4 O4 @5 E- c }while((partsum&lt;rand1)&amp;&amp;(j&ltOPSIZE));
return (j-1);
7 W. [5 S8 J' S. a: R0 Z}</P>
( R. ]) F! e5 z2 Y+ @/ [<>void CGenetic::generation()
{int i,r1,r2;
" Z2 G& Y9 \" C9 f+ j# i( M( B% q5 p 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
statistic(newpop);
//从1到POPSIZE循环，根据适应度选择，进行交叉，组成oldpop
0 }- q* o7 e6 B6 Q    for(i=0;i&ltOPSIZE;i+=2){
( V7 q/ ?3 \6 ^  R( B  r1=rselect();
% T1 ~. l, ~" b  r2=rselect();
  cross(newpop[r1],newpop[r2],i);
}</P>
<> // oldpop,newpop进行调换
for(i=0;i&ltOPSIZE;i++){
- C4 s' B! I/ Z$ J/ {  tempChrom=newpop;
  newpop=oldpop;
  oldpop=tempChrom;
; z, P( o, i- o" `' h, x$ { }
1 j- \1 d4 @% L. P4 [, y- d6 [( f //从1到POPSIZE循环，对newpop进行变异
, H. K# Z1 }  N. f    for(i=0;i&ltOPSIZE;i++)
9 d9 h9 V: n1 f) g4 E/ M( u' }  T) X     mutation(&amp;newpop);
) B# K& g$ Z3 R7 C& a: t! x! z}</P>
' I0 r" ]% m, f( m9 ~: i7 I<>bool CGenetic::begin()
& W& o- v6 @% y0 o{MSG msg;
mData=zeros(1,bpnet-&gt;iInput);
4 H1 }  g. ?1 e0 q6 @3 O$ d mResult=zeros(1,bpnet-&gt;iOutput);
for(int i=gen;i&lt;maxgen;i++)
& y$ g; [$ a7 u0 ?* E3 W{if(IsStoped)
: d7 z8 R% |! O% [7 ?& X4 n  break;
if(bpnet-&gt;iOutput&gt;1){
% D& ^: A; O7 A9 ~% u3 e% J ::MessageBox(NULL,"目前只支持一个输出量!","错误",MB_OK);
* r, \% e! O* Z( T7 t: i7 E return(false);
; @+ n0 J4 k9 u  }  [ }
$ K/ t8 V5 [. H: [ if(gen==0)
* \0 ^( s7 B. T4 E' Z9 ?, n; l& Y  init();//如果刚开始运算，初始化
generation();
9 ?  Z. e/ `, y' s) N gen++;
6 ?. }$ h, j, j1 G; A0 E //防止假死机
2 I; J; n3 i  G7 n- G :eekMessage(&amp;msg,NULL,0,0,PM_REMOVE);
:ispatchMessage(&amp;msg);
7 [! y% @, J" W' x msg.message=-1;
* ]+ w0 V, Q6 N; i  P :ispatchMessage(&amp;msg);//这样可以消除屏闪
}</P>
& U' g! x6 k4 ~! K/ S/ `; y4 `5 |<>return(true);
}</P>
<>
void CGenetic::cross(CHROM chrom1, CHROM chrom2, int iPlace)
7 R+ Y. p* ]" y& _{double c;
int i=0;
3 i: g- B- Q& r: a$ y. |0 j- B; z//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
! e$ g4 v; ?* q7 h7 ` do{if(flip(pcross)){//交叉概率
3 C6 h! A0 A9 l( y c=rand();
8 p- S. p0 M% y5 r6 ]7 D    for(i=0;i&lt;iVarNo;i++){
! @$ B  d3 n2 U' m( G" W5 k* T9 X. C oldpop[iPlace].chrom=c*chrom1.chrom+(1-c)*chrom2.chrom;
oldpop[iPlace+1].chrom=(1-c)*chrom1.chrom+c*chrom2.chrom;
3 G$ m8 U! z1 B* ~+ b- h8 y }
}
6 I; [  T6 U+ Z2 F/ L' U9 k1 R9 O else//直接赋值，不再交叉
{oldpop[iPlace]=chrom1;
# ?6 c6 }4 F( w1 P  d/ f  oldpop[iPlace+1]=chrom2;
7 ~/ g4 H) x+ V }
}while(!identify(oldpop[iPlace])||!identify(oldpop[iPlace+1]));</P>
  }: d% g# r. V( O. t<>}</P>
<>bool CGenetic::flip(double possibility)
  q) \* k. t% B/ P{double ppp;
" X$ P2 L; ^* V1 S6 C- Q5 hppp=rand();
if(ppp&lt;=possibility)
return (true);
else
' Z3 W9 P, ?7 B9 M: z return (false);
# j! k/ R! W" K1 ]}</P>
<>void CGenetic::mutation(CHROM *chrome)
' O3 }0 e4 `* z; \$ X{double m=10;
- b: u8 L) j( Q2 _ int i=0;
CHROM temp1,temp2;
if(flip(pmutation)){ //以变异概率进行变异
- U, k4 `- {! I7 G* t# [4 A7 I  do{ for(i=0;i&lt;iVarNo;i++)
     temp2.chrom=chrome-&gt;chrom;
         for(i=0;i&lt;iVarNo;i++)
& d* s- m; S; I# z1 q    temp1.chrom=randxy(varminmax[0]-varminmax[1],varminmax[1]-varminmax[0])/10;
          for(i=0;i&lt;iVarNo;i++)
     temp2.chrom+=m*temp1.chrom;
    if(!identify(temp2))
8 C0 Q/ S, g; [6 x# J: w( L     m=(double)m/(double)(2.0);
  }while(!identify(temp2));
}
/ c2 Y* y7 V. d" U7 Y else{
6 F9 w+ I5 c& z6 A5 c  for(i=0;i&lt;iVarNo;i++)
     temp2.chrom=chrome-&gt;chrom;
}
for(i=0;i&lt;iVarNo;i++)
4 g  O: s9 [+ i$ H( s0 e7 @! @8 L  chrome-&gt;chrom=temp2.chrom;
}</P>
' T+ A& {: Y  a<>void CGenetic::statistic(CHROM pop[])
1 z  s% W* h0 o! Y+ W6 u{int i;
3 U; |  t! c) {# p' J7 ? sumfitness=0;
//循环，计算单个染色体的适应度,以及sumfitness
5 g: g$ i  o4 D% ~% D for(i=0;i&ltOPSIZE;i++){
   pop.fitness=CalFitness(pop);
   sumfitness+=pop.fitness;}
//选出符合条件的染色体
for(i=0;i&ltOPSIZE;i++){
5 Y( j  l* U8 w5 J% a+ s2 P if(pop.fitness&gt;=dblCre&amp;&amp;IsNew(pop))
  bestchrom[iBestNum++]=pop;
( Y% N1 V( _7 E9 q if(pop.fitness&gt;best.fitness)
, t7 a8 c. t- h+ z" n) N  best=pop;//纪录最佳染色体
}</P>
<>}</P>
<>void CGenetic::init()
{//对种群进行随机初始化
int i,j;
; r3 l! q' w- _. P+ W  l- }srand( (unsigned)time( NULL ) );</P>
<>if(iVarNo!=0&amp;&amp;IsSetScope)
{for(i=0;i&ltOPSIZE;i++){
0 {1 m' ?  f! k; O0 G. I6 a% S* n7 k for(j=0;j&lt;iVarNo;j++){//在最值间随机赋值
( e# ?0 \" V/ _2 }$ p  newpop.chrom[j]=randxy(varminmax[j][0],varminmax[j][1]);
        oldpop.chrom[j]=newpop.chrom[j];
}
}
}
else
& A8 s# v" f2 R1 P$ V# O* T6 J {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);
8 S# x  Z" [4 W }
2 N- X  N# b6 T3 K7 |}</P>
6 L. o1 p/ {( W
8 f6 P9 H9 a! _4 ]9 b" p<>double CGenetic::randxy(double x, double y)
* A/ K1 I: @' m6 ~) C{ return (x+(y-x)*rand());</P>
/ x2 @* w6 g3 {% L3 G  Z<>}</P>
<>void CGenetic::setscope(double scope[MAXVARNO][2], int iNo)
{int i;
6 B1 _. w$ [. |$ K3 U4 C/ pfor(i=0;i&lt;iNo;i++)
{varminmax[0]=scope[0];//最小值
+ X% d# y; A  l, d" x$ b+ `' W varminmax[1]=scope[1];//最大值
! Q- C& m7 S) ?4 y5 `" E}
IsSetScope=true; </P>
<>}</P>
<>double CGenetic::CalFitness(CHROM chrome)
{ double dblResult;
int i;
for(i=0;i&lt;iVarNo;i++)
  mData.r(i+1)=chrome.chrom;
mResult=bpnet-&gt;simulate(mData);
) L" v8 j0 D$ G  K7 i  H dblResult=mResult.r(1);
return(dblResult);
}</P>

<P>bool CGenetic::identify(CHROM chrome)
) j9 z* w& ]/ z. g- C3 F$ y0 S- {& E/ ?{int i=0;
6 y0 K  L3 b6 M bool IsOk=true;;
for(i=0;i&lt;iVarNo;i++){
  if(chrome.chrom&gt;varminmax[1]||chrome.chrom&lt;varminmax[0])
: \. [. t) r& @. y# m7 ]! F. i  {IsOk=false;
* |# k% X1 p+ i- x  f6 [0 `  A* O  break;}
+ V& y3 h3 n9 u; _ }
+ T' g6 c+ {1 A: b- F& R return (IsOk);
7 F5 P; C6 u$ W# Q" `; |}</P>
, {, T6 o6 `) \2 D" s1 X
<P>double CGenetic::difference(CHROM ch1, CHROM ch2)
{double differ,temp1=0.0,temp2=0.0,temp3=0.0,dblTemp1,dblTemp2;
' k2 R3 N  B5 R- I int i;
for(i=0;i&lt;iVarNo;i++){
8 V  {1 F7 t* Y5 V, V2 r0 ~% P9 A* ^  dblTemp1=ch1.chrom/(varminmax[1]-varminmax[0]);
5 e( [7 ?5 j+ C  dblTemp2=ch2.chrom/(varminmax[1]-varminmax[0]);
  temp1=temp1+fabs(dblTemp1-dblTemp2)*fabs(dblTemp1-dblTemp2);
- s6 W( }1 a6 t     temp2+=dblTemp1*dblTemp1;
  temp3+=dblTemp2*dblTemp2;
}
temp2=(temp2&gt;temp3)?temp2:temp3;//取较大者
" G, r; E/ F& G' ` differ=sqrt(temp1)/sqrt(temp2);
+ J9 o7 _5 @% _0 Z8 z return (differ);
}</P>
<P>bool CGenetic::IsNew(CHROM ch)
{int i;
" L5 q0 ~8 [; m2 ~% L5 I bool IsDifferent;
' `8 h. x- }8 C. r. y IsDifferent=true;
; k, }: C1 u6 x% ~' z for(i=0;i&lt;iBestNum;i++)
  if((difference(ch,bestchrom)&lt;dblDifference)&amp;&amp;(angle(ch,bestchrom)&lt;dblAngle))
  {IsDifferent=false;
      break;
# h2 y% T% H! k& w& F  }
return (IsDifferent);</P>
<P>}</P>
5 p1 \& ~" u/ ?4 d* p# m( @7 N1 L<P>double CGenetic::angle(CHROM ch1, CHROM ch2)
{double pi,temp1=0.0,temp2=0.0,temp3=0.0,dblCos=0.0,angle;
% a6 k2 z2 F& c% j) A- L int i=0;
/ H" H  P8 ^! C8 P+ B8 x7 r9 x) F/ V double dblTemp1,dblTemp2;
; o* w8 `5 e" S7 h& R for(i=0;i&lt;iVarNo;i++)
% r7 z7 _9 D1 m2 o+ K {dblTemp1=ch1.chrom/(varminmax[1]-varminmax[0]);
' ^9 V+ g% j8 w0 H' L+ _9 Q# l  e  dblTemp2=ch2.chrom/(varminmax[1]-varminmax[0]);
  temp1+=dblTemp1*dblTemp2;
1 R. Q, i9 n# Y( Q8 O  temp2+=dblTemp1*dblTemp1;
  temp3+=dblTemp2*dblTemp2;
}
5 L  q: |. E7 C1 B9 S6 S temp2=sqrt(temp2);
temp3=sqrt(temp3);
, [6 ^  G! r1 U# M8 M( `; V dblCos=temp1/(temp2*temp3);
pi=acos(-1.0);
angle=acos(dblCos);
angle=(angle/pi)*180.0;//转化为角度
" z; y0 {, o3 b" n: M return (angle);</P>
<P>}</P></DIV>
( l" P4 t- v1 E: F<DIV class=HtmlCode>
8 ]( G" [. x# @* i<P>// Genetic.h: interface for the CGenetic class.
2 Y+ w. j, M, I5 v  c" b' ]; U//
/ R$ ]! o& P- g& [//////////////////////////////////////////////////////////////////////</P>
<P>#if !defined(AFX_GENETIC_H__72C36058_C073_487F_BD99_D8BD4A59EFF0__INCLUDED_)
#define AFX_GENETIC_H__72C36058_C073_487F_BD99_D8BD4A59EFF0__INCLUDED_</P>
6 m: y; \( z/ w' b) R<P>#if _MSC_VER &gt; 1000
6 ]3 }# B, {* |! J5 e7 Z' h5 n# @1 N#pragma once
#endif // _MSC_VER &gt; 1000
9 t2 q' j# D; i#include"definition.h"
typedef struct mychrom{
double chrom[MAXVARNO];
, W# j8 D  R3 s: b7 X2 Ydouble fitness;//适应度
. R4 A! d+ q3 H4 ?}CHROM;
  h0 x# b. ^, W+ a. R#include "BpNet.h"
; w: C+ O# H0 [  o+ e# e: `6 y. W+ `////////张纯禹 2001年   <a href="mailtchunyu79@hotmail.com" target="_blank" >chunyu79@hotmail.com</A>
: [( ~, b/ e7 E5 I- w* Mclass CGenetic  
{
( w) h  G* i3 `+ s$ Y3 }$ Jpublic:
bool IsStoped;
7 r# s) W: \7 U double dblAngle;
5 r3 |, a, `  _2 W' S CHROM best;
Mm mData,mResult;
/ }: |- }$ n5 |) X& |0 @ 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
; v' ?" ?" S3 E5 D+ Q" v int iBestNum;//符合条件的染色体数目
+ R; o  {4 w5 @& t6 q, b2 U# M% j+ e CBpNet * bpnet;
" ]3 |( x# `# Z/ o8 g8 Q //double (* obj_fun)();
double CalFitness(CHROM chrome);//计算适应度函数
( Q+ X0 T3 M5 ?5 k, R* J0 O- y long gen;//当前进化代数
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
7 U# O" m+ u9 ]: [% q* P void statistic(CHROM pop[]);
' z* j9 Q/ z. `; k CHROM bestchrom[MAXBESTNUM];//最优染色体
bool begin();//主函数
* g, J0 e: g# U( L6 t void generation();//一次进化
1 }2 M8 z: F# f3 C2 _$ i int rselect();//轮盘赌选择
0 `  D8 [3 s. n CHROM newpop[POPSIZE];//种群
  ^* N5 f' Q: v# c& ?  l; x CHROM oldpop[POPSIZE];//种群
double pmutation;//变异概率
double pcross;//交叉概率
long maxgen;//最大进化代数
int iVarNo;//染色体数目
double sumfitness;
CGenetic();
virtual ~CGenetic();</P>
<P>private:
$ W! B! Y8 X# U0 ~" ]1 z, O double angle(CHROM ch1,CHROM ch2);
& a" _- J* c' i: e) Y; t 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
; o5 s5 t  Z. g double varminmax[MAXVARNO][2];
void init();//初始化，设置初始染色体
void mutation(CHROM *chrome);//对新染色体进行变异
# ~3 @8 f- ~  Y! B bool flip(double possibility);//测试
//交叉操作，iPlace指明新染色体位置
5 h4 B* U7 q4 j7 C5 J9 B void cross(CHROM chrom1,CHROM chrom2,int iPlace);
" ?- S. ^) x( n: v bool IsSetScope;

};</P>
) [) b. v2 O( {9 N! q5 A1 d<P>#endif // !defined(AFX_GENETIC_H__72C36058_C073_487F_BD99_D8BD4A59EFF0__INCLUDED_)
7 A9 K( g/ D) r3 }$ l8 a
( K* Y9 ~8 v6 p3 A# \/ k9 M</P></DIV>

bogolyx

细细，谢谢了，请问有神经网络的vc++程序码？

edewo

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

hawkltl

<>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>

canglang

不错,支持

yiping_fly

<>有量子遗传算法解背包问题的程序么，谢谢斑竹</P>
<>QQ 20409589 EMAIL yiping8241@sohu.com</P>

txj66

<>好啊啊</P>

luotianj

<>谢谢</P>

john.liu

<>good</P>

bluewisher

<>还不会用</P>