[分享]遗传算法(C++)

ilikenba

<DIV class=HtmlCode>
/ y3 R1 n/ z% U4 R<>// Genetic.cpp: implementation of the CGenetic class.
6 l* S9 t: D1 t) v$ r! ]' N! s//
//////////////////////////////////////////////////////////////////////</P>
$ t! T2 {, m* g2 V' a<>#include "stdafx.h"</P>
' Z8 o# I/ \! V- N$ }. p/ D<>#include "Genetic.h"
8 l) k$ j6 Q% d$ I#include"math.h"
#ifdef _DEBUG
+ }) l# w# t) A- n0 Z& Y  z$ {#undef THIS_FILE
static char THIS_FILE[]=__FILE__;
#define new DEBUG_NEW
) L! F8 M! L5 Y6 f. D#endif
/////张纯禹  2001年   <a href="mailtchunyu79@hotmail.com" target="_blank" >chunyu79@hotmail.com</A>
//////////////////////////////////////////////////////////////////////
* g0 m  G# p$ r8 ]) {0 z// Construction/Destruction
//////////////////////////////////////////////////////////////////////</P>
<>CGenetic::CGenetic()
. i& J" |( {6 P" W{pmutation=0.01;//变异概率
  H6 k( m  c2 D! l3 |: } pcross=0.9;//交叉概率
maxgen=5000;//最大进化代数
iVarNo=0;//染色体数目
sumfitness=0.0;
gen=0;
8 v9 C7 t; g( x  N: ?' h' X1 ~& G( D) @ IsSetScope=false;//还未设定个变量范围
) P* S9 R. T/ r$ h IsStoped=false;
, v6 ?' L9 j' Q% _* \& R$ Z for(int i=0;i&lt;MAXBESTNUM;i++)
  Y: A' ^+ j) r+ h* x   bestchrom.fitness=0;
iBestNum=0;
dblCre=0.0;
* M5 t$ d" p0 j. a% @ dblDifference=0.15;
* `' b8 H$ d) A5 j" }) J& U9 T+ B best.fitness=0.0;

initM(MATCOM_VERSION);
' {7 x' E0 E# A, ]8 _, H! u }</P>
<>CGenetic::~CGenetic()
5 P4 D; q! f  ^* z5 R{exitM();
+ g! j5 t6 P/ A- E}</P>
<>int CGenetic::rselect()
{double rand1,partsum;
+ T- v" v8 |! Y, d( |8 J: M+ i int j=0;
partsum=0;
5 R' B, \9 F5 z0 i rand1=rand()*sumfitness;
, B  d" U9 J9 ]( s* ~& U do{
4 ]# @+ s- h) q2 X6 u  partsum=partsum+newpop[j].fitness;
, x5 i7 {3 Z/ }2 X) F6 i' q9 E  j++;
}while((partsum&lt;rand1)&amp;&amp;(j&ltOPSIZE));
* B& P+ ?$ G# u7 N% U8 x return (j-1);
1 h' ^  |% y) [* f}</P>
<>void CGenetic::generation()
{int i,r1,r2;
CHROM tempChrom;
3 k( ~$ B+ |4 F //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);
; O* r( v1 }/ _ //从1到POPSIZE循环，根据适应度选择，进行交叉，组成oldpop
, O8 {) N9 m3 C5 n& n5 s    for(i=0;i&ltOPSIZE;i+=2){
  r1=rselect();
  r2=rselect();
  cross(newpop[r1],newpop[r2],i);
}</P>
! x3 U- f6 A: t5 u<> // oldpop,newpop进行调换
for(i=0;i&ltOPSIZE;i++){
  tempChrom=newpop;
  newpop=oldpop;
  oldpop=tempChrom;
. l; b& E9 f# g  n) O1 C- R }
* V9 R8 K( U( Q0 X: x; l //从1到POPSIZE循环，对newpop进行变异
    for(i=0;i&ltOPSIZE;i++)
. ~: r5 `$ F9 o0 W! e1 f" I, p     mutation(&amp;newpop);
}</P>
<>bool CGenetic::begin()
% Y% T' M! t% A* g% i' q% a. N* t{MSG msg;
mData=zeros(1,bpnet-&gt;iInput);
mResult=zeros(1,bpnet-&gt;iOutput);
for(int i=gen;i&lt;maxgen;i++)
{if(IsStoped)
; M7 |1 `. Y+ w8 w  break;
* o& Y/ k8 `( D6 U$ P. ` if(bpnet-&gt;iOutput&gt;1){
% s4 J0 B  {, h$ t ::MessageBox(NULL,"目前只支持一个输出量!","错误",MB_OK);
" h3 M6 W- z+ j return(false);
/ F) c% |& a% D' ^. u6 } }
if(gen==0)
  init();//如果刚开始运算，初始化
generation();
gen++;
//防止假死机
:eekMessage(&amp;msg,NULL,0,0,PM_REMOVE);
& H2 Y7 a# H) C& w5 v6 ~9 a :ispatchMessage(&amp;msg);
( W: A2 j4 V6 _. g) y7 }  i' d msg.message=-1;
:ispatchMessage(&amp;msg);//这样可以消除屏闪
# K8 F+ b: X9 g7 P; v( z' D& J}</P>
* V4 ]: y/ ^2 F+ q  C<>return(true);
}</P>
+ X! k  R) P: q<>
void CGenetic::cross(CHROM chrom1, CHROM chrom2, int iPlace)
' [8 e+ _) m" Q, W{double c;
$ @5 d; f  p4 x1 i% \/ i1 ]% a6 C int i=0;
, g3 H" f6 e: D1 L( @//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
4 V, Y" S; i1 w2 ~ do{if(flip(pcross)){//交叉概率
1 J8 R+ z+ y8 E0 a c=rand();
    for(i=0;i&lt;iVarNo;i++){
& z. k  a7 [9 f, p8 d" o oldpop[iPlace].chrom=c*chrom1.chrom+(1-c)*chrom2.chrom;
# Q) |# o  C1 k0 d" x1 V5 A oldpop[iPlace+1].chrom=(1-c)*chrom1.chrom+c*chrom2.chrom;
% z% G! k; S. U1 Z* R }
}
' X% I, ?0 d( \ else//直接赋值，不再交叉
{oldpop[iPlace]=chrom1;
' r- x& _2 E4 _: b3 J  oldpop[iPlace+1]=chrom2;
}
" D; Y3 Q7 E5 o& Q4 f/ B% U8 f}while(!identify(oldpop[iPlace])||!identify(oldpop[iPlace+1]));</P>
7 ]/ E5 z+ o7 U- w<>}</P>
<>bool CGenetic::flip(double possibility)
{double ppp;
ppp=rand();
if(ppp&lt;=possibility)
return (true);
else
return (false);
" ?9 a( X0 z2 F" z. x. b}</P>
2 R' q) e+ h/ _3 T0 y3 w, o" s<>void CGenetic::mutation(CHROM *chrome)
{double m=10;
int i=0;
CHROM temp1,temp2;
( P; X: [+ j+ \* y% ] if(flip(pmutation)){ //以变异概率进行变异
: r  q% x6 X3 E5 `( q* N! {  do{ for(i=0;i&lt;iVarNo;i++)
# R: j1 a3 h4 }+ ]* u  j     temp2.chrom=chrome-&gt;chrom;
         for(i=0;i&lt;iVarNo;i++)
* g) L) k! M! Q/ ^7 N+ {4 g( ?    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))
     m=(double)m/(double)(2.0);
7 ?2 E0 c0 J! f3 W2 z: v  }while(!identify(temp2));
6 d! |$ k+ @" ^  ]9 \5 ? }
7 W) F& L$ s4 X3 r8 Y" M else{
, A- O- \/ C$ ~5 a' X) K  for(i=0;i&lt;iVarNo;i++)
     temp2.chrom=chrome-&gt;chrom;
+ c. S- Y+ [7 ]9 Q" |; `4 M }
for(i=0;i&lt;iVarNo;i++)
( d+ A, H3 ~1 X: e$ h; k/ j  chrome-&gt;chrom=temp2.chrom;
}</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
for(i=0;i&ltOPSIZE;i++){
   pop.fitness=CalFitness(pop);
   sumfitness+=pop.fitness;}
6 w/ @2 t( K4 U: v  I6 | //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;
& V6 Q: g4 @: F) W9 A  Q" @! D if(pop.fitness&gt;best.fitness)
  best=pop;//纪录最佳染色体
# R. y, E( [- V3 ~}</P>
; ]& H* C* T& ^7 {, ?7 ~3 w<>}</P>
- C7 l7 _/ d0 `' t<>void CGenetic::init()
{//对种群进行随机初始化
int i,j;
9 F4 G$ ?4 u) _5 ]9 psrand( (unsigned)time( NULL ) );</P>
<>if(iVarNo!=0&amp;&amp;IsSetScope)
{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];
7 U7 D& v% f7 a" @- g }
, W& O+ f! q. Q( G+ c4 f# e}
( M& F; k& I- X- P( ]+ g9 h2 F% F  R}
else
) i: Q1 C; j" g1 L6 Q {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>
3 _% j7 `5 ?2 l, a4 H! j9 E
3 g- N# P, s3 k( n& E( ?3 K& m<>double CGenetic::randxy(double x, double y)
! {* {9 }# \% J{ return (x+(y-x)*rand());</P>
7 O/ N3 V9 P, v3 O. M7 l# U<>}</P>
<>void CGenetic::setscope(double scope[MAXVARNO][2], int iNo)
: a' B7 G& c# Q' M{int i;
( |/ e3 Z4 x0 |. h+ R4 y% H( p0 lfor(i=0;i&lt;iNo;i++)
& Q; Y5 k% K  C1 Q: q{varminmax[0]=scope[0];//最小值
varminmax[1]=scope[1];//最大值
% J8 b7 W9 T! `7 g9 S, s) {5 F$ U9 [}
2 h( K3 J2 k5 @# X. c/ Q2 b- y  tIsSetScope=true; </P>
<>}</P>
<>double CGenetic::CalFitness(CHROM chrome)
7 H8 A* `# m  b9 F+ s) D# x{ double dblResult;
7 i& Y! `- v& H int i;
9 g7 e' F! z6 m* L1 C( ~2 I/ N for(i=0;i&lt;iVarNo;i++)
  mData.r(i+1)=chrome.chrom;
7 k/ y% [6 w* Z$ ^' ? mResult=bpnet-&gt;simulate(mData);
, d: D5 N+ n& U! v dblResult=mResult.r(1);
return(dblResult);
}</P>

3 y( h4 T9 u- A  K' Z6 c6 u1 u8 D<P>bool CGenetic::identify(CHROM chrome)
4 o$ n5 I# N* s6 _1 z{int i=0;
bool IsOk=true;;
for(i=0;i&lt;iVarNo;i++){
9 m, `) @4 H* R/ ]1 L  X  if(chrome.chrom&gt;varminmax[1]||chrome.chrom&lt;varminmax[0])
  {IsOk=false;
  break;}
}
return (IsOk);
}</P>
, Z# h$ c2 e+ [9 V( R3 a
<P>double CGenetic::difference(CHROM ch1, CHROM ch2)
- J0 q0 D5 ^# c) q% f. r8 P5 y* C{double differ,temp1=0.0,temp2=0.0,temp3=0.0,dblTemp1,dblTemp2;
6 t, q0 Z0 y' M& q7 [7 Y7 L" ? int i;
for(i=0;i&lt;iVarNo;i++){
) x4 B, B) i8 z$ y  dblTemp1=ch1.chrom/(varminmax[1]-varminmax[0]);
  dblTemp2=ch2.chrom/(varminmax[1]-varminmax[0]);
+ k$ w$ U4 k  m1 M  temp1=temp1+fabs(dblTemp1-dblTemp2)*fabs(dblTemp1-dblTemp2);
     temp2+=dblTemp1*dblTemp1;
" N! L- C* o' m6 _) A  temp3+=dblTemp2*dblTemp2;
}
% C, z2 m3 D4 ~ temp2=(temp2&gt;temp3)?temp2:temp3;//取较大者
. V) W6 ?/ F8 k2 g: v) b5 ` differ=sqrt(temp1)/sqrt(temp2);
return (differ);
; N# z4 f% A' G# l}</P>
<P>bool CGenetic::IsNew(CHROM ch)
{int i;
bool IsDifferent;
* p0 K6 w7 Q3 o7 h/ G IsDifferent=true;
for(i=0;i&lt;iBestNum;i++)
9 |: x# C' V& f, C  if((difference(ch,bestchrom)&lt;dblDifference)&amp;&amp;(angle(ch,bestchrom)&lt;dblAngle))
& c# T$ h  c8 A2 U* ~8 C1 C" j  {IsDifferent=false;
: X0 ]7 l; Z( B      break;
  }
return (IsDifferent);</P>
6 z) M% _; h" e# v1 j- r( C<P>}</P>
! R/ G# W/ v: d2 E<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;
! q8 |9 ^! @8 W% o) g$ I6 |: C for(i=0;i&lt;iVarNo;i++)
0 t2 j8 w! S5 \' T7 \ {dblTemp1=ch1.chrom/(varminmax[1]-varminmax[0]);
  dblTemp2=ch2.chrom/(varminmax[1]-varminmax[0]);
+ M/ [/ p8 E7 ?# w) `* p7 d  temp1+=dblTemp1*dblTemp2;
& x) d9 h; H) E" G  temp2+=dblTemp1*dblTemp1;
. n6 K/ C) ]0 S3 h& T# k  temp3+=dblTemp2*dblTemp2;
' ~: t6 y1 s( u, r, G  }7 W }
temp2=sqrt(temp2);
8 n) l6 G; @# Y) i* P temp3=sqrt(temp3);
9 j6 t2 ~- O+ i. v dblCos=temp1/(temp2*temp3);
pi=acos(-1.0);
angle=acos(dblCos);
angle=(angle/pi)*180.0;//转化为角度
; J  W3 @9 d* l; `; r0 |4 i) P/ M4 W return (angle);</P>
) e7 E3 H8 B; p& x3 T<P>}</P></DIV>
<DIV class=HtmlCode>
<P>// Genetic.h: interface for the CGenetic class.
3 L6 A" @! C; ~& Q//
3 J: T1 n$ Z* W4 i//////////////////////////////////////////////////////////////////////</P>
9 X& |1 C0 E9 U3 Y1 ~<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
6 ^# L/ l  F" B: L#pragma once
#endif // _MSC_VER &gt; 1000
#include"definition.h"
typedef struct mychrom{
; H6 l6 {/ T9 _2 `double chrom[MAXVARNO];
; u, I6 N1 Y2 d7 n- ^6 _5 [. T( l* `double fitness;//适应度
}CHROM;
#include "BpNet.h"
////////张纯禹 2001年   <a href="mailtchunyu79@hotmail.com" target="_blank" >chunyu79@hotmail.com</A>
class CGenetic  
; P7 G! M: i$ U, x{
! r9 S' C4 K4 z3 f6 t  Lpublic:
bool IsStoped;
! X5 H$ L5 a1 v% j8 ^+ ~ 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
0 d6 |7 N: q5 S: F int iBestNum;//符合条件的染色体数目
# i' L' r3 o: v; b  T  j: e CBpNet * bpnet;
//double (* obj_fun)();
2 v4 p( @2 K* G: Y. b! k+ S# v double CalFitness(CHROM chrome);//计算适应度函数
: X  j4 }8 Z- E 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
+ V6 W( e: G5 e: t2 N8 f1 S void statistic(CHROM pop[]);
2 p6 \) ]: d- \+ p( [; s$ H 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
CHROM newpop[POPSIZE];//种群
0 ]( S# {9 Y; P' V/ ]' N1 O! w CHROM oldpop[POPSIZE];//种群
double pmutation;//变异概率
double pcross;//交叉概率
( F& L& Y( q# _ long maxgen;//最大进化代数
int iVarNo;//染色体数目
double sumfitness;
2 v: q# P! s. _$ s) w1 u7 ~* T: [ CGenetic();
4 Y7 ]* ?+ }, E5 r8 r+ j8 ] virtual ~CGenetic();</P>
+ d$ f5 C$ q6 o3 Z2 z<P>private:
double angle(CHROM ch1,CHROM ch2);
bool IsNew(CHROM ch);//判断是否为符合条件的新染色体
( }% l2 D; g3 e  d0 k double difference(CHROM ch1,CHROM ch2);//量个染色体之间的差异,用以区别</P>
! r: f- \' O$ o% h4 y<P> bool identify(CHROM chrome);//验证是否为合法的染色体
double varminmax[MAXVARNO][2];
4 M4 m+ n) N6 l' t# x2 p 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
9 i8 u5 d( e8 ~' i1 w  y. | bool flip(double possibility);//测试
: b, S) e" I6 h# T5 A" E( {) ?2 B //交叉操作，iPlace指明新染色体位置
8 I. R3 `* n, H& k; L8 I! S void cross(CHROM chrom1,CHROM chrom2,int iPlace);
) Q; _+ g& `9 {, j* ]  o; K$ A1 @7 H bool IsSetScope;

5 t; e* l8 v. C% l; R};</P>
9 @2 H% L8 V; A4 E<P>#endif // !defined(AFX_GENETIC_H__72C36058_C073_487F_BD99_D8BD4A59EFF0__INCLUDED_)
8 {1 N3 o/ O& B" f! B8 ^9 k
</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>