[分享]遗传算法(C++)

ilikenba

<DIV class=HtmlCode>
<>// Genetic.cpp: implementation of the CGenetic class.
$ c( j( h9 y% u: G3 l//
6 W3 b1 `. r5 [3 C1 d$ C//////////////////////////////////////////////////////////////////////</P>
<>#include "stdafx.h"</P>
& F8 z2 G1 g( t5 |+ ~<>#include "Genetic.h"
#include"math.h"
#ifdef _DEBUG
#undef THIS_FILE
static char THIS_FILE[]=__FILE__;
#define new DEBUG_NEW
# M8 W' Z$ @8 ]1 T, o& F#endif
/////张纯禹  2001年   <a href="mailtchunyu79@hotmail.com" target="_blank" >chunyu79@hotmail.com</A>
//////////////////////////////////////////////////////////////////////
% M" c+ ]7 n+ F& |* s; `" Y7 d  q// Construction/Destruction
//////////////////////////////////////////////////////////////////////</P>
<>CGenetic::CGenetic()
{pmutation=0.01;//变异概率
) z8 ]! n" S' \: M2 ^ pcross=0.9;//交叉概率
maxgen=5000;//最大进化代数
iVarNo=0;//染色体数目
! k) Y4 \- Z: O" u$ } sumfitness=0.0;
/ z5 i  o2 y( O; t0 t gen=0;
4 {. \: n2 J+ `1 f- D/ w IsSetScope=false;//还未设定个变量范围
IsStoped=false;
for(int i=0;i&lt;MAXBESTNUM;i++)
1 q1 z7 k$ t) Y" t8 u# k   bestchrom.fitness=0;
iBestNum=0;
dblCre=0.0;
dblDifference=0.15;
; q9 n* N. u( a3 f3 W& A  I7 _4 V1 P) j best.fitness=0.0;
3 h9 K& _" ?6 @% X4 C+ w3 ^1 z9 D
initM(MATCOM_VERSION);
! ~/ e  |6 c* P }</P>
<>CGenetic::~CGenetic()
# t2 v+ @3 O: g  P- W9 }' X{exitM();
! u( q5 i* `. z0 X5 E) q}</P>
<>int CGenetic::rselect()
{double rand1,partsum;
int j=0;
: ?( I7 `2 R% d- R. L4 Z& O partsum=0;
rand1=rand()*sumfitness;
do{
- F3 A, ?% I) J8 u  s- Q  partsum=partsum+newpop[j].fitness;
  j++;
}while((partsum&lt;rand1)&amp;&amp;(j&ltOPSIZE));
3 Q% R" j3 _( Q+ h3 Q# y return (j-1);
}</P>
<>void CGenetic::generation()
# J0 Y5 t$ i" y4 \( F, ^! }{int i,r1,r2;
CHROM tempChrom;
" g5 M6 i# i. K8 ` //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);
$ _4 m/ m* `( b( m5 ]/ |1 o //从1到POPSIZE循环，根据适应度选择，进行交叉，组成oldpop
    for(i=0;i&ltOPSIZE;i+=2){
- V( m- k+ h# U5 e* E* ]2 i  r1=rselect();
  r2=rselect();
/ |  M7 ]! {4 O+ \* H% V) N  cross(newpop[r1],newpop[r2],i);
5 Q2 e. T& N  f% s5 ~+ }6 I  N }</P>
<> // oldpop,newpop进行调换
( q4 {5 v+ p3 Z: z0 L5 b+ Q/ M) ` for(i=0;i&ltOPSIZE;i++){
  tempChrom=newpop;
+ _& X6 H( T7 p) y  newpop=oldpop;
  oldpop=tempChrom;
: u2 v% [8 z9 h  X) Y6 Z% b2 d }
9 W, C: I( u( U) z, I //从1到POPSIZE循环，对newpop进行变异
    for(i=0;i&ltOPSIZE;i++)
' {; b- P6 i( L% ~, Y; O& p1 Y& G     mutation(&amp;newpop);
}</P>
2 m9 j1 z+ y: [9 ]<>bool CGenetic::begin()
( f" _! W" c/ D4 E{MSG msg;
mData=zeros(1,bpnet-&gt;iInput);
mResult=zeros(1,bpnet-&gt;iOutput);
7 r+ x" a, t* V4 D  gfor(int i=gen;i&lt;maxgen;i++)
% s: P7 e# ]2 \' m( N: F3 X{if(IsStoped)
  break;
if(bpnet-&gt;iOutput&gt;1){
  v( V6 v5 R! G+ i, r ::MessageBox(NULL,"目前只支持一个输出量!","错误",MB_OK);
return(false);
}
if(gen==0)
  init();//如果刚开始运算，初始化
, ~, }4 h: s4 G generation();
' r9 y6 Y! s$ D' X/ J/ u6 m gen++;
//防止假死机
0 [( ~8 W% b5 W :eekMessage(&amp;msg,NULL,0,0,PM_REMOVE);
:ispatchMessage(&amp;msg);
* g+ Z6 l" y( n/ V msg.message=-1;
# A, `) e" E& p# a! ], m :ispatchMessage(&amp;msg);//这样可以消除屏闪
}</P>
8 p+ t& T5 _# N. x! S6 X<>return(true);
4 @8 a9 D+ w6 o( J/ K" d! L}</P>
# @, B( {5 e1 O2 a) N<>
) Y' a: u: m/ B# i. @9 Hvoid CGenetic::cross(CHROM chrom1, CHROM chrom2, int iPlace)
( P6 U, L' }% M) m& m{double c;
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
# g. ^9 H+ M" ]//循环，直到产生合法的新染色体
do{if(flip(pcross)){//交叉概率
+ l- v3 R9 M! _! y3 ?8 w+ T c=rand();
    for(i=0;i&lt;iVarNo;i++){
( G3 j( g$ n) k2 W* d" h oldpop[iPlace].chrom=c*chrom1.chrom+(1-c)*chrom2.chrom;
( z0 ^7 K% b, C2 h4 G& f# o- E oldpop[iPlace+1].chrom=(1-c)*chrom1.chrom+c*chrom2.chrom;
}
1 `' E' V! O1 @/ F  d- j }
+ Z! J! |5 q' T( h7 U else//直接赋值，不再交叉
{oldpop[iPlace]=chrom1;
% _$ D) E' H9 r2 n2 Z% b3 V# ^/ \  H  oldpop[iPlace+1]=chrom2;
}
# ~4 c/ e* S3 v! H  c}while(!identify(oldpop[iPlace])||!identify(oldpop[iPlace+1]));</P>
) `* l$ H# ^7 A! j. k! _5 a* X<>}</P>
<>bool CGenetic::flip(double possibility)
{double ppp;
- k& l( v4 `! Appp=rand();
6 X0 |, \3 H% v6 k- Wif(ppp&lt;=possibility)
return (true);
else
return (false);
}</P>
<>void CGenetic::mutation(CHROM *chrome)
) _% U' L$ O. V6 K$ U' w{double m=10;
int i=0;
CHROM temp1,temp2;
7 S3 ?7 i9 D- A! B+ J  Q if(flip(pmutation)){ //以变异概率进行变异
  do{ for(i=0;i&lt;iVarNo;i++)
     temp2.chrom=chrome-&gt;chrom;
         for(i=0;i&lt;iVarNo;i++)
    temp1.chrom=randxy(varminmax[0]-varminmax[1],varminmax[1]-varminmax[0])/10;
$ _9 Y3 a  z9 M$ }. P# Y9 K5 |          for(i=0;i&lt;iVarNo;i++)
8 U! W+ F9 ~  W/ i: p) Q% o, a5 d     temp2.chrom+=m*temp1.chrom;
    if(!identify(temp2))
7 v# l3 @& N# C3 w: n$ Y" s; F- j$ a" H7 B     m=(double)m/(double)(2.0);
  }while(!identify(temp2));
; n. T) t+ s  g- T; i }
  ^) z8 \2 j! J* k: j# ^+ w; G else{
  for(i=0;i&lt;iVarNo;i++)
     temp2.chrom=chrome-&gt;chrom;
* \7 O) O" t- N6 E2 W# D }
5 j* X) n7 N( A2 E) n) M, W& n for(i=0;i&lt;iVarNo;i++)
. B% ~8 [$ L4 V; r7 j2 K$ W; c  chrome-&gt;chrom=temp2.chrom;
}</P>
<>void CGenetic::statistic(CHROM pop[])
{int i;
, d- c! X- \, G, F sumfitness=0;
//循环，计算单个染色体的适应度,以及sumfitness
for(i=0;i&ltOPSIZE;i++){
" T2 G4 a! X. k- l( s& l   pop.fitness=CalFitness(pop);
+ d9 u4 |9 V  f  b) t   sumfitness+=pop.fitness;}
//选出符合条件的染色体
for(i=0;i&ltOPSIZE;i++){
if(pop.fitness&gt;=dblCre&amp;&amp;IsNew(pop))
  bestchrom[iBestNum++]=pop;
/ V2 N+ `5 L& b7 n if(pop.fitness&gt;best.fitness)
( m! l6 q: h" K) i% U6 G; L& E# X* `7 [  best=pop;//纪录最佳染色体
2 S5 w5 ^& c6 G( B}</P>
! h( A! A% B3 q! A1 ]. L2 T4 J<>}</P>
' K0 \8 }, M( R<>void CGenetic::init()
, v! D# \; W& B  S4 ^{//对种群进行随机初始化
5 {$ }/ V  Z9 g+ Hint i,j;
. ]0 m" [! Q% w0 O% ^) i7 Ssrand( (unsigned)time( NULL ) );</P>
<>if(iVarNo!=0&amp;&amp;IsSetScope)
; o0 p% |# h( U{for(i=0;i&ltOPSIZE;i++){
9 I( n. @$ r7 L: O 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]);
2 v' r+ n$ F$ b        oldpop.chrom[j]=newpop.chrom[j];
  R/ N% Y: I4 ?7 y7 f }
}
}
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);
}
}</P>
- w5 M) G1 y( X* \( Y
<>double CGenetic::randxy(double x, double y)
* b/ F% ~7 Z) Y- z) S8 N{ return (x+(y-x)*rand());</P>
<>}</P>
<>void CGenetic::setscope(double scope[MAXVARNO][2], int iNo)
{int i;
for(i=0;i&lt;iNo;i++)
{varminmax[0]=scope[0];//最小值
( W$ z  ~% ]; R varminmax[1]=scope[1];//最大值
}
' @& W" g4 s. ?. wIsSetScope=true; </P>
4 m' o  U7 P& n3 l8 y* ]7 T8 U<>}</P>
+ ^/ ^' n& Q2 D- K0 ~<>double CGenetic::CalFitness(CHROM chrome)
& Q& p9 h; K: _* ^{ double dblResult;
int i;
for(i=0;i&lt;iVarNo;i++)
  mData.r(i+1)=chrome.chrom;
mResult=bpnet-&gt;simulate(mData);
1 M& R+ L* g, [2 t" l- m dblResult=mResult.r(1);
0 I8 W, w" m; S return(dblResult);
& p+ }' V% [; E6 L( v7 S8 ^& D0 N+ e}</P>

6 `# G) V: X" G+ g' D( G<P>bool CGenetic::identify(CHROM chrome)
{int i=0;
2 T1 |/ G( E+ ~3 Z1 a1 ~ bool IsOk=true;;
for(i=0;i&lt;iVarNo;i++){
  if(chrome.chrom&gt;varminmax[1]||chrome.chrom&lt;varminmax[0])
  {IsOk=false;
, q9 E) B' e& }1 S' o! G0 w  break;}
}
return (IsOk);
; K- a. u0 z; k" H% W}</P>
8 _5 n, I. {. W1 r! f
- @. M: _4 w/ B. O- O* k( T<P>double CGenetic::difference(CHROM ch1, CHROM ch2)
{double differ,temp1=0.0,temp2=0.0,temp3=0.0,dblTemp1,dblTemp2;
! k4 j8 M5 A/ B int i;
for(i=0;i&lt;iVarNo;i++){
- y1 t2 b: q2 @, t6 q  dblTemp1=ch1.chrom/(varminmax[1]-varminmax[0]);
  dblTemp2=ch2.chrom/(varminmax[1]-varminmax[0]);
: d, U& z5 I5 p  temp1=temp1+fabs(dblTemp1-dblTemp2)*fabs(dblTemp1-dblTemp2);
     temp2+=dblTemp1*dblTemp1;
' S  O9 h  n" r' g" p  temp3+=dblTemp2*dblTemp2;
' O) U6 \5 G  y# K( F4 {& N8 t }
temp2=(temp2&gt;temp3)?temp2:temp3;//取较大者
, `6 F9 m/ g( x differ=sqrt(temp1)/sqrt(temp2);
return (differ);
}</P>
<P>bool CGenetic::IsNew(CHROM ch)
/ ~( {% E* m  K, j* w{int i;
: E4 n  K% V3 |4 H; e! S bool IsDifferent;
IsDifferent=true;
for(i=0;i&lt;iBestNum;i++)
* I2 o! f! Q! m5 C  if((difference(ch,bestchrom)&lt;dblDifference)&amp;&amp;(angle(ch,bestchrom)&lt;dblAngle))
  {IsDifferent=false;
      break;
  }
. o% Q$ Y+ _2 R) U1 H( E  z8 jreturn (IsDifferent);</P>
<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;
8 n, H7 p& z4 D: v9 E% t. z3 U int i=0;
double dblTemp1,dblTemp2;
% t1 k$ L1 b& Q& o6 U7 g for(i=0;i&lt;iVarNo;i++)
{dblTemp1=ch1.chrom/(varminmax[1]-varminmax[0]);
  dblTemp2=ch2.chrom/(varminmax[1]-varminmax[0]);
! R/ p9 e4 @! [: K  temp1+=dblTemp1*dblTemp2;
( H. f$ K1 O/ Q8 A$ d  temp2+=dblTemp1*dblTemp1;
  temp3+=dblTemp2*dblTemp2;
+ \0 B  ]( h" F# j; t# k4 u }
temp2=sqrt(temp2);
temp3=sqrt(temp3);
+ {- x2 b  Q, e( F- M2 y5 r1 C  u dblCos=temp1/(temp2*temp3);
; T- t- _# V5 t" C" a pi=acos(-1.0);
  G! W% j7 l! f3 o( v1 v  V angle=acos(dblCos);
" X2 E$ k* o7 q# |) N  Y' c+ m, O angle=(angle/pi)*180.0;//转化为角度
' @: Q: B. X! p, o return (angle);</P>
5 P+ H. |  U9 B<P>}</P></DIV>
<DIV class=HtmlCode>
& M  k; H& P9 }* L# N8 G7 q4 I! M<P>// Genetic.h: interface for the CGenetic class.
//
5 e& Y) C, R- F4 W6 K) j, _//////////////////////////////////////////////////////////////////////</P>
<P>#if !defined(AFX_GENETIC_H__72C36058_C073_487F_BD99_D8BD4A59EFF0__INCLUDED_)
#define AFX_GENETIC_H__72C36058_C073_487F_BD99_D8BD4A59EFF0__INCLUDED_</P>
* ]& S; A) F5 K" c) P<P>#if _MSC_VER &gt; 1000
3 N+ R- c( i* a  S#pragma once
#endif // _MSC_VER &gt; 1000
#include"definition.h"
9 P4 k9 j5 I  @- K' {  {4 atypedef struct mychrom{
double chrom[MAXVARNO];
+ a# L+ O: M/ edouble fitness;//适应度
+ B. ?' Z% D- ^/ Z3 t# U& W}CHROM;
. g$ V& g4 y3 b0 b5 e) k& F#include "BpNet.h"
////////张纯禹 2001年   <a href="mailtchunyu79@hotmail.com" target="_blank" >chunyu79@hotmail.com</A>
9 @8 m5 ^% h) lclass CGenetic  
{
public:
bool IsStoped;
1 U5 j1 o4 {* s( i+ A double dblAngle;
CHROM best;
Mm mData,mResult;
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
# G5 k0 X; X! L6 T  M4 i6 K( v8 y int iBestNum;//符合条件的染色体数目
CBpNet * bpnet;
//double (* obj_fun)();
double CalFitness(CHROM chrome);//计算适应度函数
9 I" D: F8 I$ A long gen;//当前进化代数
/ f2 T* \3 O3 N/ u, l void setscope(double scope[MAXVARNO][2],int iNo);//设置染色体取值范围
! B4 Z5 e* o, V& X% l1 u double randxy(double x,double y);//产生x,y之间的随机数
8 x* |& k, x/ Y9 M- r void statistic(CHROM pop[]);
* a; t0 [: j9 {% V4 U: i1 F CHROM bestchrom[MAXBESTNUM];//最优染色体
bool begin();//主函数
void generation();//一次进化
$ @: `1 p" y, X+ W- A int rselect();//轮盘赌选择
4 _  a' s$ J' H CHROM newpop[POPSIZE];//种群
7 J0 A3 v# P  K5 p) ?" A$ l CHROM oldpop[POPSIZE];//种群
" v" x9 Y$ ]2 {/ i) _" _1 z  {8 Y 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;
& t. k; ~2 E' _+ B" p# M- ] CGenetic();
virtual ~CGenetic();</P>
<P>private:
& p7 e; \" g0 c5 S5 s! s) z double angle(CHROM ch1,CHROM ch2);
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
double varminmax[MAXVARNO][2];
; a$ ]) Q$ u2 R! c9 S5 c! m void init();//初始化，设置初始染色体
- P" ?, @3 J6 N# s4 x* T void mutation(CHROM *chrome);//对新染色体进行变异
bool flip(double possibility);//测试
3 q& F6 V$ X' }; E# M; ?- R //交叉操作，iPlace指明新染色体位置
5 N# L8 ]* t# e& T- Z/ L" S* ` void cross(CHROM chrom1,CHROM chrom2,int iPlace);
bool IsSetScope;
6 R- J7 i, t) t6 a
& A5 ?9 z" N0 B( ?};</P>
<P>#endif // !defined(AFX_GENETIC_H__72C36058_C073_487F_BD99_D8BD4A59EFF0__INCLUDED_)

</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>