[分享]遗传算法(C++)

ilikenba

<DIV class=HtmlCode>
% ]/ F3 s/ a* k8 a<>// Genetic.cpp: implementation of the CGenetic class.
//
( m4 N% H7 a( V7 Y5 b; }//////////////////////////////////////////////////////////////////////</P>
8 e+ r, V( b. X<>#include "stdafx.h"</P>
. [- a& y# s9 C/ Z! h. I<>#include "Genetic.h"
9 D4 b/ n4 [8 o! Z  M' H#include"math.h"
#ifdef _DEBUG
#undef THIS_FILE
) m) u/ _. o" ]static char THIS_FILE[]=__FILE__;
4 Q" m' k$ [  S" O0 b#define new DEBUG_NEW
* m" d6 C: ]! U+ D% O+ z& K#endif
/////张纯禹  2001年   <a href="mailtchunyu79@hotmail.com" target="_blank" >chunyu79@hotmail.com</A>
//////////////////////////////////////////////////////////////////////
// Construction/Destruction
//////////////////////////////////////////////////////////////////////</P>
9 j! A0 B. [: L1 ?2 I<>CGenetic::CGenetic()
{pmutation=0.01;//变异概率
pcross=0.9;//交叉概率
3 ^7 |, I4 h: V5 P, I& g maxgen=5000;//最大进化代数
iVarNo=0;//染色体数目
sumfitness=0.0;
gen=0;
IsSetScope=false;//还未设定个变量范围
: i5 b! k. X( ]  Z) m IsStoped=false;
for(int i=0;i&lt;MAXBESTNUM;i++)
( K5 J& d  g  o* E7 P- ~   bestchrom.fitness=0;
iBestNum=0;
dblCre=0.0;
dblDifference=0.15;
best.fitness=0.0;
8 d% L0 |% k! E
! s$ T5 t  x: k" `; B" h- p initM(MATCOM_VERSION);
}</P>
<>CGenetic::~CGenetic()
8 b: j9 L* J, g+ X* D{exitM();
}</P>
3 ^9 m7 U: C+ l; ~; }8 I0 M, n<>int CGenetic::rselect()
{double rand1,partsum;
  x/ p- F" o) Q4 a int j=0;
partsum=0;
rand1=rand()*sumfitness;
8 P2 G, {% ~7 h; V0 m) e; N do{
  partsum=partsum+newpop[j].fitness;
  j++;
}while((partsum&lt;rand1)&amp;&amp;(j&ltOPSIZE));
% m2 \: c, ?( U& v% G. b return (j-1);
}</P>
<>void CGenetic::generation()
6 W. x& Y. f. b/ E( d5 `2 B! D{int i,r1,r2;
5 U, e- ~" M4 Y6 f 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
, ]' y' U: F! M/ j7 [" j4 b( v statistic(newpop);
//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){
/ r& [* y) U+ O- c$ ~  r1=rselect();
/ u0 ^0 n1 |! p. `: g6 i5 A7 O. U  r2=rselect();
  cross(newpop[r1],newpop[r2],i);
}</P>
/ \- T( X& r+ H+ Z! a<> // oldpop,newpop进行调换
for(i=0;i&ltOPSIZE;i++){
  tempChrom=newpop;
2 t# s2 c# [/ D" c( E1 _. q# Q  newpop=oldpop;
  oldpop=tempChrom;
7 J' ^: B- Y4 @3 b5 F4 `5 T. @' Y }
//从1到POPSIZE循环，对newpop进行变异
- d2 M3 l5 X: A/ s+ j    for(i=0;i&ltOPSIZE;i++)
     mutation(&amp;newpop);
1 V  q) @& h4 v: R! |. ?}</P>
<>bool CGenetic::begin()
. j0 S% r0 ?3 H! e{MSG msg;
2 C; ]+ S3 h4 N  q. f: L( O mData=zeros(1,bpnet-&gt;iInput);
mResult=zeros(1,bpnet-&gt;iOutput);
4 W- T( x0 J) Jfor(int i=gen;i&lt;maxgen;i++)
{if(IsStoped)
  break;
if(bpnet-&gt;iOutput&gt;1){
::MessageBox(NULL,"目前只支持一个输出量!","错误",MB_OK);
0 ]" s& E) v6 E1 h return(false);
8 k% R* J' F) m }
3 x7 Z( f2 R8 r8 Y* H if(gen==0)
  init();//如果刚开始运算，初始化
0 ?9 h0 u2 ]1 A8 \1 z8 S generation();
5 v& ?3 K! g# i% j7 n- C gen++;
1 z2 r1 t4 Q" N //防止假死机
:eekMessage(&amp;msg,NULL,0,0,PM_REMOVE);
:ispatchMessage(&amp;msg);
msg.message=-1;
* A/ I+ S7 i1 y$ O: r1 O :ispatchMessage(&amp;msg);//这样可以消除屏闪
' `4 V7 }5 s( ^4 ~& G}</P>
6 G6 l2 U9 }2 j; e7 [<>return(true);
# o) E# n& y. K, h* v}</P>
* I$ R$ I- U8 M  a<>
void CGenetic::cross(CHROM chrom1, CHROM chrom2, int iPlace)
* p; ~- Q5 K% H+ x& J{double c;
int i=0;
; I1 W( D9 U9 @+ c//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
; K! X, k: ]3 n& N8 D$ h do{if(flip(pcross)){//交叉概率
c=rand();
+ a5 G+ s4 O) b4 N1 ]3 \; ^    for(i=0;i&lt;iVarNo;i++){
oldpop[iPlace].chrom=c*chrom1.chrom+(1-c)*chrom2.chrom;
oldpop[iPlace+1].chrom=(1-c)*chrom1.chrom+c*chrom2.chrom;
% u9 `( E* G/ E4 i& j) a5 \" e }
7 ~  ], E5 }. |% s; O }
else//直接赋值，不再交叉
{oldpop[iPlace]=chrom1;
1 j7 T9 [3 P# U+ g/ @  oldpop[iPlace+1]=chrom2;
) x1 f, u8 B. q- p1 y* A0 h9 x& |! p }
}while(!identify(oldpop[iPlace])||!identify(oldpop[iPlace+1]));</P>
( Q' Q4 B$ j8 @* K<>}</P>
<>bool CGenetic::flip(double possibility)
{double ppp;
ppp=rand();
; B: {' \3 x) z7 P. l. a& }; |if(ppp&lt;=possibility)
return (true);
else
return (false);
}</P>
<>void CGenetic::mutation(CHROM *chrome)
{double m=10;
int i=0;
7 F0 ?. }" e' D6 n1 k CHROM temp1,temp2;
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++)
( H3 l) E- {3 R3 Q3 d! w3 B    temp1.chrom=randxy(varminmax[0]-varminmax[1],varminmax[1]-varminmax[0])/10;
/ U3 S' v# \( M& d: N) x+ w: |          for(i=0;i&lt;iVarNo;i++)
     temp2.chrom+=m*temp1.chrom;
    if(!identify(temp2))
     m=(double)m/(double)(2.0);
  }while(!identify(temp2));
9 t: V' |. ?* @, a/ \3 C6 m" W2 i0 e }
$ _$ E; X0 b8 E5 y+ ?: x else{
# Q3 E1 Q) k. q- @' C  for(i=0;i&lt;iVarNo;i++)
     temp2.chrom=chrome-&gt;chrom;
" {5 k; x9 C3 z/ K4 b: Q# b9 s }
8 n$ J  O5 q/ s5 q8 i8 k+ z for(i=0;i&lt;iVarNo;i++)
6 q& e& M& Y% Z( e- t# n4 \  chrome-&gt;chrom=temp2.chrom;
5 s% q) t3 z. B3 A}</P>
. j/ U5 l) T* O+ n3 o! m<>void CGenetic::statistic(CHROM pop[])
{int i;
7 P2 H0 C4 M, U% v/ \1 ` sumfitness=0;
4 H- i6 `; w0 }- O$ O //循环，计算单个染色体的适应度,以及sumfitness
for(i=0;i&ltOPSIZE;i++){
( V; T! i: |  f1 i   pop.fitness=CalFitness(pop);
7 U2 D9 ^, X/ {" r   sumfitness+=pop.fitness;}
1 p2 c9 S5 Z7 x //选出符合条件的染色体
for(i=0;i&ltOPSIZE;i++){
# W8 c7 {+ \, ?8 Q! ~! I if(pop.fitness&gt;=dblCre&amp;&amp;IsNew(pop))
, {) I5 W6 F1 [2 U* C- X; R% y3 U  bestchrom[iBestNum++]=pop;
if(pop.fitness&gt;best.fitness)
  best=pop;//纪录最佳染色体
1 o: w" s+ ~/ U: w1 e8 U% S: ]  J& v}</P>
<>}</P>
% ?9 d* n, W( F8 Q$ t$ c5 d<>void CGenetic::init()
{//对种群进行随机初始化
int i,j;
  v$ E% K& T. Y" o# \$ E/ G8 bsrand( (unsigned)time( NULL ) );</P>
' L. D; C% p( I5 M3 _<>if(iVarNo!=0&amp;&amp;IsSetScope)
2 T& |) N& T# ?* U3 U{for(i=0;i&ltOPSIZE;i++){
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]);
        oldpop.chrom[j]=newpop.chrom[j];
( ?2 \# d) o; _" U! S; _+ T" R. Y4 n; [ }
}
7 n' N% e6 p# h0 q- U, I- x}
else
: Z- v$ D* a# [! k# a) U3 a {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>
9 A$ \5 q* f4 L5 @. W6 ]
# y0 I/ J, R2 v/ O2 c/ z<>double CGenetic::randxy(double x, double y)
5 d$ M% n6 b3 x: P' E2 k  r{ return (x+(y-x)*rand());</P>
) E: U; x0 V/ _6 l<>}</P>
<>void CGenetic::setscope(double scope[MAXVARNO][2], int iNo)
4 x1 F& Q; O4 e; d  _7 E{int i;
for(i=0;i&lt;iNo;i++)
/ i  x" [/ A$ N{varminmax[0]=scope[0];//最小值
varminmax[1]=scope[1];//最大值
}
/ @- O2 k+ c' Z: S: pIsSetScope=true; </P>
, |. Z' {) F# `- z2 V<>}</P>
, [# B4 G: q2 H$ P9 T<>double CGenetic::CalFitness(CHROM chrome)
{ double dblResult;
int i;
2 Y- f; a1 l  w; w0 T for(i=0;i&lt;iVarNo;i++)
. l. O1 ?) B; y: d, g0 @  mData.r(i+1)=chrome.chrom;
mResult=bpnet-&gt;simulate(mData);
3 @2 {. F9 ]0 N! r% @6 m8 u& { dblResult=mResult.r(1);
return(dblResult);
/ n( \* G+ e7 y9 D}</P>

<P>bool CGenetic::identify(CHROM chrome)
" [1 s) c. N# o{int i=0;
# U# _( T0 k2 M7 `' n7 C9 o bool IsOk=true;;
5 g* M6 M! l2 q4 C0 g! a3 F for(i=0;i&lt;iVarNo;i++){
7 n' @; }/ r5 H# v4 B2 G& W  if(chrome.chrom&gt;varminmax[1]||chrome.chrom&lt;varminmax[0])
  {IsOk=false;
8 g8 \) N2 m+ @  break;}
& U" ^& v  |8 m }
return (IsOk);
}</P>

<P>double CGenetic::difference(CHROM ch1, CHROM ch2)
7 }1 ~" M. Y+ B{double differ,temp1=0.0,temp2=0.0,temp3=0.0,dblTemp1,dblTemp2;
! R! N4 H$ J% R2 R; P& Y int i;
for(i=0;i&lt;iVarNo;i++){
0 t% D3 R9 {+ x# u8 U  dblTemp1=ch1.chrom/(varminmax[1]-varminmax[0]);
) q$ e, c, R. T- ?; B3 S  dblTemp2=ch2.chrom/(varminmax[1]-varminmax[0]);
  temp1=temp1+fabs(dblTemp1-dblTemp2)*fabs(dblTemp1-dblTemp2);
/ F+ Q! G" M6 V2 E5 N5 R     temp2+=dblTemp1*dblTemp1;
# x2 w2 }  X! A6 C  temp3+=dblTemp2*dblTemp2;
7 z0 j" y& A  H- P* }. J }
temp2=(temp2&gt;temp3)?temp2:temp3;//取较大者
) o1 B: B( \& y: d1 t- [ differ=sqrt(temp1)/sqrt(temp2);
return (differ);
3 C7 n: J* X. v( ?+ D}</P>
1 A4 I$ R) q1 u0 u1 a2 d, N<P>bool CGenetic::IsNew(CHROM ch)
6 B) o9 `2 w* K4 `{int i;
6 R" n. t4 l4 h) E( f/ V; b; P bool IsDifferent;
/ G6 o1 d+ n  M% ^ IsDifferent=true;
3 |& c- J* j3 r( F6 V for(i=0;i&lt;iBestNum;i++)
  if((difference(ch,bestchrom)&lt;dblDifference)&amp;&amp;(angle(ch,bestchrom)&lt;dblAngle))
) D- l8 o" W" |) m0 f, i  {IsDifferent=false;
      break;
  }
return (IsDifferent);</P>
- o0 B: P% W  j( A<P>}</P>
<P>double CGenetic::angle(CHROM ch1, CHROM ch2)
, k" j' |! }5 }( D{double pi,temp1=0.0,temp2=0.0,temp3=0.0,dblCos=0.0,angle;
int i=0;
double dblTemp1,dblTemp2;
2 G  M; V. k9 P6 I: r for(i=0;i&lt;iVarNo;i++)
1 W5 Q' E+ p7 X {dblTemp1=ch1.chrom/(varminmax[1]-varminmax[0]);
  dblTemp2=ch2.chrom/(varminmax[1]-varminmax[0]);
4 F0 C) v- ]2 ~4 o# d8 b8 p7 [  temp1+=dblTemp1*dblTemp2;
  temp2+=dblTemp1*dblTemp1;
4 N; O1 E$ [: {  temp3+=dblTemp2*dblTemp2;
}
temp2=sqrt(temp2);
temp3=sqrt(temp3);
6 K- G4 m$ q, u& a3 n dblCos=temp1/(temp2*temp3);
pi=acos(-1.0);
angle=acos(dblCos);
angle=(angle/pi)*180.0;//转化为角度
return (angle);</P>
  M: s* T, q% m! M6 K) g<P>}</P></DIV>
; f9 m$ w; J  p) U2 j" v<DIV class=HtmlCode>
<P>// Genetic.h: interface for the CGenetic class.
//
( }7 q$ x7 D& E: B& t/ W% U, 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>
8 J1 x' A3 J& c: E0 q& @<P>#if _MSC_VER &gt; 1000
+ B3 ]0 c. {% D7 \' q3 g. V6 [" U#pragma once
#endif // _MSC_VER &gt; 1000
& S! d0 n: u! u" v; h2 F" E#include"definition.h"
, T4 C* q1 Y2 g8 a# otypedef struct mychrom{
. U& @( e/ v% d0 i, udouble chrom[MAXVARNO];
% E/ q" X) F) e6 f6 ^4 Jdouble fitness;//适应度
/ _' x% ?4 Y/ C}CHROM;
, r) q1 n1 q2 z' e/ N0 C#include "BpNet.h"
5 D/ ~, u6 I) x! e& t////////张纯禹 2001年   <a href="mailtchunyu79@hotmail.com" target="_blank" >chunyu79@hotmail.com</A>
class CGenetic  
. N( S7 ~7 [  E, x; F# r- e{
% K9 ^( p' h4 k# Q' [( g/ cpublic:
1 \+ g* y* g5 t) P7 d% n bool IsStoped;
5 _5 E" K6 @! r. h6 F. t% P  E 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
( u; z# O/ c" f int iBestNum;//符合条件的染色体数目
( k& ^) q9 Q" z/ p: L CBpNet * bpnet;
//double (* obj_fun)();
* O8 U0 j6 f% e( }; ^$ @! K. \/ P double CalFitness(CHROM chrome);//计算适应度函数
* ^- V4 E/ |7 F( v 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
$ \% h+ h) v) p/ ^; \& U double randxy(double x,double y);//产生x,y之间的随机数
void statistic(CHROM pop[]);
CHROM bestchrom[MAXBESTNUM];//最优染色体
bool begin();//主函数
void generation();//一次进化
int rselect();//轮盘赌选择
- [/ {5 k$ B( y7 I9 p CHROM newpop[POPSIZE];//种群
  B9 I' J( b0 I$ f1 j( z CHROM oldpop[POPSIZE];//种群
double pmutation;//变异概率
# y( H9 ?# _" a4 L/ L- N 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:
6 T. l( ^8 F# f; g$ |7 u# A 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>
0 a" S- B5 R' Q$ ?0 ^" {<P> bool identify(CHROM chrome);//验证是否为合法的染色体
double varminmax[MAXVARNO][2];
void init();//初始化，设置初始染色体
2 _* m$ S# j1 H* Y/ d; N- w void mutation(CHROM *chrome);//对新染色体进行变异
bool flip(double possibility);//测试
2 v( _( y8 P+ a //交叉操作，iPlace指明新染色体位置
void cross(CHROM chrom1,CHROM chrom2,int iPlace);
( ?- h$ G9 J+ r# v4 I! F bool IsSetScope;

8 p0 {% T! U! \};</P>
<P>#endif // !defined(AFX_GENETIC_H__72C36058_C073_487F_BD99_D8BD4A59EFF0__INCLUDED_)
) f1 x# k/ `' y1 B2 i
6 |; y) E4 Q" d  o4 N</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>
( k, l- R& |  i1 g- y<>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>