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[问题求助] 遗传算法

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    发表于 2020-5-31 11:21 |只看该作者 |倒序浏览
    |招呼Ta 关注Ta |邮箱已经成功绑定
    关于遗传算法的人员安排问题,NP问题,7 x5 m! p: K$ A3 i( g+ a0 o( H' z9 Z' h
    zan
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    群组2013认证赛A题讨论群组

    群组2013认证赛C题讨论群组

    问题:% [& P; ]5 F' j3 G& W: ~
    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。% R* o" t' s8 h: ~+ m- a
    0 5 3 7 9 3 9 2 9 0;
    / u$ D7 A+ T( e. z+ T: x7 0 7 8 3 2 3 3 5 7;2 T  d0 `% z+ }( v* f* k
    4 8 0 9 3 5 3 3 9 3;
    8 ]! D! I  \9 B4 c6 2 10 0 8 4 1 8 0 4;0 i0 S* V- m( M- ~
    8 6 4 6 0 8 8 7 5 9;. I: n7 }4 q# ?4 \+ r
    8 5 4 6 6 0 4 8 0 3;: H* M) H. ~: q0 f
    8 6 7 9 4 3 0 7 9 5;
    8 {5 w- U5 w' n& X$ {  f3 c: m0 g/ }6 8 2 3 8 8 6 0 5 5;
    - B+ q; a( Z, o* O0 g. e# H6 3 6 2 8 3 7 8 0 5;
    ; N3 |0 L( Q6 d2 m: s3 Z5 6 7 6 6 2 8 8 9 0;2 n" |5 K% u& R! F
    ! D. E' X1 R+ Y; j# V
    答案 :1 v/ M. c* n, A7 K5 d8 z! \
    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。& i/ W0 B2 p" Y* D
    matlab源程序:* x! _1 P5 N2 q( B9 O: b
    %遗传算法. s& |" Y" b) D. n1 U: V8 ^5 P
    %%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%" r6 Y/ ?2 [0 ?% Z, S6 ?: l
    M=[0 5 3 7 9 3 9 2 9 0;
    # d4 p& t/ L, x! Z/ _    7 0 7 8 3 2 3 3 5 7;+ _1 N6 |; f, }' X! o; }
        4 8 0 9 3 5 3 3 9 3;
    * H8 O0 b8 J7 G( c& n1 R+ F    6 2 10 0 8 4 1 8 0 4;7 m# J& ~) N$ H7 z! `! p1 H0 |
        8 6 4 6 0 8 8 7 5 9;
    , ~6 P' {. f% T. n    8 5 4 6 6 0 4 8 0 3;" D9 k' X$ t4 K0 ^6 i1 z  H
        8 6 7 9 4 3 0 7 9 5;, A2 \, @6 o5 O+ X
        6 8 2 3 8 8 6 0 5 5;$ p; f; a6 F' c
        6 3 6 2 8 3 7 8 0 5;
    4 T' B" O6 V1 z, h6 {3 R1 u    5 6 7 6 6 2 8 8 9 0;];. V+ r( Q6 {. u2 h" W1 I
    M1=M;                   %员工间每月通话时间矩阵0 ^( k' i  T6 |  R. c
    for i=1:10
    : Z- v- k2 j3 a; K7 J; l    for j=i+1:10
    2 l) t$ D( w/ r, @        M1(j,i)=M(i,j);
    9 H+ F$ S9 J) t, F0 B8 \    end
    # y' B. y2 v$ Bend
    + _( z5 E$ A5 O, F/ JM2=M;                %两地间通话费率矩阵
    1 P- |+ ^% Q9 V8 ]! D) Afor i=1:10
    3 |, f8 v2 H3 ^+ c* C    for j=i+1:10
    4 K. [7 l7 ?* ^* H) O" @/ X        M2(i,j)=M(j,i);3 r5 H: I2 G- ?( f, C7 ?$ X
        end/ D* y3 i* E) H' l" N
    end  R# u' {' N9 s; h2 L- O
    %%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%. y5 p; F+ s: l9 J/ `# q
    %初始化种群
    # m6 b! y4 _7 p; i' [# T* Snum=10;       %种群数量/ t3 O- ~. G: j0 e# G2 x/ e
    code=10;       %染色体长
    . ?5 b; t/ P0 E( n! }$ W. Vdai=100;        %遗传代数
    1 d# C! \# @; a# \6 c% Qinter=0.8;     %交叉率* n8 `9 ]3 E- P8 N" E8 ^
    byl=0.8;
    $ j- @' B  H; J* }8 b%A=randperm(num*code);
    - U: o9 T7 T, [. ~$ Xfor i=1:num, k/ |" f/ U3 c% J( o
        V(i,:)=randperm(10);) U2 `" W( c  {% q0 q6 O! G
    end
    5 T( x6 x# ?' I" \5 j! _& @%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%
    9 o7 ^' ~4 ]$ L& }$ N, _- Ifor gen=1:dai
    0 g2 w' w% B. C
    . v7 B% R0 c  K, r1 h: A/ r/ z    %评估3 `* z/ `1 ~* B$ H' Q! Z. W
        [num1,lin]=size(V);1 L, W) d1 A. k" ~5 d4 V  B
        eval=zeros(num1,1);4 p  I/ J$ l8 @$ d( [! t
        for i=1:num16 h  ^/ p5 q2 ]
            for j=1:code-1
    8 u8 T1 p  U8 z$ d, ~* i  x+ M3 u% P            for k=j+1:code  d, t0 s6 {5 H: l( S& a
                    eval(i)=M1(V(i,j),V(i,k))*M2(j,k)+eval(i);) {: R; C# M0 |( C$ w
                end
    : J* r8 E  g! t$ \3 S" `% U        end+ A" U1 S  M* P8 \" P7 B+ F. v
        end: P7 v  k% M$ X4 _& v; z0 e
        %%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%
      e- O! P6 l4 ]% B# }5 q    %选择
    2 u7 D, d9 r: K4 w( s    [eval1,ind]=sort(eval);
    3 Y& I) H7 M3 Y    V1=V;4 X3 F( o% g% W2 S3 O+ G. }
        V=zeros(num,code);
    & `2 i  `* q6 v' y0 ]) d- c    for i=1:num
    ; C  w& R! R* s% M        V(i,:)=V1(ind(i),:);
    % h2 g! G$ N- [  n( z# k7 W    end
    , q" J" O, V1 x$ Y# f% Q: d( M    %%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%( E: Q1 h* N6 }
    $ t! H! K; L0 Q5 N# ]# `
        %交叉( V0 T) z& a; t+ `, X% {+ n. W
        V1=V;  L/ R+ r- i( n( b4 C
        panduan=rand(fix(num),1);        %判断是否进行交叉3 U$ e* I' R! P/ o& b' i" \/ L/ }
        for i=1:fix(num);
    , h. \# P! L; @        if panduan(i)<inter          %在交叉概率内进行交叉
    & D" E+ r5 b  y. e1 G/ J            V2=zeros(1,code);         %记录交叉后的染色体$ I  o; o: M6 i! ?( g- H4 j  i  W
                h=randperm(num);                %随机取两个做交叉h(1)h(2)5 l$ E% U0 {# m2 t, v$ q" Z
                a=zeros(code,1);                 %记录未使用的位置
    , T4 B: R7 A! M; U: H1 T- r: s5 b            b=zeros(code,1);               %记录未使用的数字
    , j* z2 v! |3 b0 T6 g, c            %在双亲中随机选择基因; K; x  h& H' d
                for i=1:code
    5 U* Q2 i- [3 X$ s' \/ \                h2=randperm(2);                %在双亲中随机选择
    ( A, K: y3 @) i) N                if b(V1(h(h2(1)),i))==0' X& ^5 x% D. U( C; I1 e8 A$ e0 b
                        V2(i)=V1(h(h2(1)),i);   b(V1(h(h2(1)),i))=1; a(i)=1;4 B1 q  R  E3 m
                    end
    1 S! V6 X3 D3 E  I' K            end
    3 m* ^' S# b8 G3 B5 O2 t; y! W& l0 d. O* V% `$ A  K) p
                %随机分配未使用数字和位置* @/ u. K4 g  n+ V( o7 A
                h1=randperm(code);               %记录未使用的数字
    8 |/ t  ^& i! z+ `' s1 d( l5 w            for i=1:code- J1 Y& e$ @! D1 b
                    for j=1:code
    9 O; v4 Q: ~9 B6 P                    if b(i)==1&&h1(j)==i
    3 _0 m2 @. F. a& k7 B                        h1(j)=0;break
      p' t# |/ R$ k$ V* r2 ~                    end
    2 s& Y( z/ j5 Z" {4 w  J9 W                end
    & U$ a- G  d0 }/ \# A            end3 i4 g3 d# y) Z7 ?/ I' H
             
    , S& P2 o3 m  Y* I% A" o9 N& M            for i=1:code
    # i! w8 ]" p' K6 o6 O* i                if V2(i)==0
    ( c0 ?1 R8 Z) j: K                    for j=1:code0 x5 j* c- H( A0 R6 A, @
                            if h1(j)~=0$ l5 H" q+ E, _3 k0 ~' V
                                V2(i)=h1(j);h1(j)=0;break
    * s6 u9 [& j5 d                        end
    : x, S! X6 G- `                    end# T" g% U# r( j
                    end
    3 A* a% C3 {: @0 v1 [1 i0 L# n            end
    + U; m2 `' v1 F& U            V=[V;V2];* f7 f- I$ V1 [  k7 o
            end
    & c/ ?0 I# U/ ]2 i* T0 A/ T5 `    end
    * j% l+ J- Q' |0 @+ R0 q; t
      ?, P8 m' [) V  j5 |( v5 r    %%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%
    ' r. J- T) g: ~" x; U* F    %变异4 F/ p" B- |6 F- h& E; x( {8 J2 Y
        V1=V;
    7 A8 ?$ a2 B, U    [num1,lin]=size(V);: J' C6 J- ^" Q+ U
        x3=rand(num1,1);/ I" T3 G2 L, y
        for i=num1
    ! @! j' H2 w  T6 @        if x3(i)<byl              %变异率2 Q. _% G4 w6 ^; J2 \/ v1 r/ Q
                h2=randperm(code);( Y0 @+ B' b) d$ z+ ]' z! O
                V(i,h2(1))=V1(i,h2(2));
    * [0 _2 v0 ^$ p' L0 w$ L( U" |            V(i,h2(2))=V1(i,h2(1));
    7 _  \& r3 }+ n$ o+ i% H        end( [) I5 _9 x! e7 a$ t  I  w& M
        end
    3 K" Q9 z  ]0 Z! g3 w8 s, Jend+ {. E4 H3 l) l& }% v  w; Y' z1 G
    %%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%
    ' I7 U  s2 Y3 L1 H
    " T8 S; x6 g) t7 m%对最终种群进行评估
    9 I1 h! }" _9 v  N. f% a. _( J6 ~[num1,lin]=size(V);
      u5 l/ i8 e. n9 o0 p' M+ Neval=zeros(num1,1);5 Y1 p% k1 N, U7 h, U* ~1 H4 }$ X4 C1 N
    for i=1:num1* _9 R. `3 _+ n. Q  w2 f
        for j=1:code-10 F: \- Y  W( R9 N4 l
            for k=j+1:code
    - r' D8 {1 t3 Z) q/ y. d4 u            eval(i)=M1(V(i,j),V(i,k))*M2(j,k)+eval(i);/ `) B# A1 H: X/ [3 E
            end
      m' W" u( h2 K1 X) n    end
    * \- q  P; r6 i1 ~5 f  Dend' C" n& H0 x6 b9 U
    ' t9 e% i8 b( O7 z8 r7 ]
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