[分享]遗传算法(C++)

ilikenba

<DIV class=HtmlCode>
0 r- K0 f9 t5 l4 X9 E1 q<>// Genetic.cpp: implementation of the CGenetic class.
//
//////////////////////////////////////////////////////////////////////</P>
! O8 ~, k; F2 ~! N9 ]<>#include "stdafx.h"</P>
6 a0 F' N2 e. ~<>#include "Genetic.h"
7 V* f+ k/ t! o' w3 S& I5 O#include"math.h"
# g: ^7 r. y0 U) \' `; a#ifdef _DEBUG
2 h( ^; v% C/ }#undef THIS_FILE
. v1 N1 [2 I  k( q. r# pstatic char THIS_FILE[]=__FILE__;
#define new DEBUG_NEW
: D2 |2 J' C, O) j#endif
+ }) [$ N" @4 ~/ B% Z: Y/////张纯禹  2001年   <a href="mailtchunyu79@hotmail.com" target="_blank" >chunyu79@hotmail.com</A>
, n8 p( U- o. H  M1 N7 N# v2 G//////////////////////////////////////////////////////////////////////
// Construction/Destruction
# Y# Y: o+ t: Q0 Q//////////////////////////////////////////////////////////////////////</P>
% x& r2 }, T$ ?+ X<>CGenetic::CGenetic()
{pmutation=0.01;//变异概率
pcross=0.9;//交叉概率
( _/ [7 C8 O+ Z' M  r) ~ maxgen=5000;//最大进化代数
8 o4 e$ e8 c& r6 G9 c- f* Z* ~ iVarNo=0;//染色体数目
sumfitness=0.0;
  _# U4 l* H9 \! }, c. N gen=0;
IsSetScope=false;//还未设定个变量范围
) h4 q9 t, q8 R; o: M IsStoped=false;
; c5 G" F- k( W, c for(int i=0;i&lt;MAXBESTNUM;i++)
9 \5 k& `6 x) f4 t7 Y% _# j; e7 d7 n- o   bestchrom.fitness=0;
iBestNum=0;
3 G1 S$ J- k$ `) f' i6 k dblCre=0.0;
dblDifference=0.15;
best.fitness=0.0;
$ y2 ~1 L/ d* P6 k3 H5 V
initM(MATCOM_VERSION);
- U2 S  q) P  F. B% _# u8 w }</P>
, Q4 u& E1 j7 C' j) T! b4 O* L<>CGenetic::~CGenetic()
2 [" o! g' t! i" F. v# x{exitM();
}</P>
9 O/ M9 }+ Y3 c( E$ S$ f& s<>int CGenetic::rselect()
{double rand1,partsum;
7 l; \5 `2 c4 n" z! ^6 q+ I, u6 Y" Z int j=0;
partsum=0;
" ^# i. x- s! H* J$ p4 j& Q3 u rand1=rand()*sumfitness;
2 v( @2 O" u# K# E- y/ l1 ]8 T do{
  partsum=partsum+newpop[j].fitness;
# W5 k# ^9 g, I$ X  j++;
! i& \+ p  v- E: c& ^1 R }while((partsum&lt;rand1)&amp;&amp;(j&ltOPSIZE));
" {. p' w( t2 ]+ z3 R  V% F return (j-1);
: Y: ~4 i( N8 H/ Y. i% e3 c* e9 o) J}</P>
<>void CGenetic::generation()
{int i,r1,r2;
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
& f8 N6 d7 H) Q( L+ n0 O/ G) V3 q statistic(newpop);
//从1到POPSIZE循环，根据适应度选择，进行交叉，组成oldpop
$ I  B% j4 P  D$ s    for(i=0;i&ltOPSIZE;i+=2){
- C9 t- I" p2 f& y5 Q  Z, S/ a1 B  r1=rselect();
  r2=rselect();
7 }6 p2 a$ K8 P5 L5 |# Y  cross(newpop[r1],newpop[r2],i);
0 h' i/ v1 p% ~! g }</P>
<> // oldpop,newpop进行调换
1 \! x) V' {+ V) A* c1 Z; ? for(i=0;i&ltOPSIZE;i++){
  tempChrom=newpop;
) r* B* a9 A& ]& p# |  newpop=oldpop;
  oldpop=tempChrom;
0 X* `7 d6 ?; Q, |6 O( K" S }
3 y4 ]/ ^) B) c# P  M //从1到POPSIZE循环，对newpop进行变异
    for(i=0;i&ltOPSIZE;i++)
     mutation(&amp;newpop);
}</P>
# c: v4 B% T" D  w$ S& x( W<>bool CGenetic::begin()
$ n8 f) k( x% V0 r{MSG msg;
7 |: Z- ~9 |6 {3 @2 s, r4 t mData=zeros(1,bpnet-&gt;iInput);
mResult=zeros(1,bpnet-&gt;iOutput);
for(int i=gen;i&lt;maxgen;i++)
{if(IsStoped)
8 x+ Q# G  R0 k  break;
if(bpnet-&gt;iOutput&gt;1){
( K3 Z; N. p8 Q+ m: O2 i ::MessageBox(NULL,"目前只支持一个输出量!","错误",MB_OK);
return(false);
9 r/ c9 I' e  w: P, E2 V6 s" X }
+ Z: o: K, Q* G. `7 g if(gen==0)
! |; x6 m0 k- ^2 v5 G& n  init();//如果刚开始运算，初始化
0 ?$ h3 D' r8 H* P generation();
6 C- h4 _7 q9 K8 S3 Y gen++;
//防止假死机
7 M: |7 a$ M6 k4 \ :eekMessage(&amp;msg,NULL,0,0,PM_REMOVE);
* A1 W* N; X# J! V) q5 z3 j :ispatchMessage(&amp;msg);
, r9 ?& `; c" M1 s. C: ~0 U1 Z8 z/ h msg.message=-1;
:ispatchMessage(&amp;msg);//这样可以消除屏闪
- x( p' U/ h1 f}</P>
<>return(true);
}</P>
+ i% V7 d# V8 [& Q) M/ ]8 p! j<>
void CGenetic::cross(CHROM chrom1, CHROM chrom2, int iPlace)
{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
//循环，直到产生合法的新染色体
do{if(flip(pcross)){//交叉概率
c=rand();
, S( I, t/ R% x    for(i=0;i&lt;iVarNo;i++){
0 D4 w3 r3 S1 H/ V" X. } oldpop[iPlace].chrom=c*chrom1.chrom+(1-c)*chrom2.chrom;
oldpop[iPlace+1].chrom=(1-c)*chrom1.chrom+c*chrom2.chrom;
% C: O1 `& e$ N }
* `0 m1 R  l5 C }
else//直接赋值，不再交叉
{oldpop[iPlace]=chrom1;
6 ~3 y: E9 n' k0 Y4 F6 k6 i/ e  oldpop[iPlace+1]=chrom2;
2 x) e! S* F% y% {7 J& x }
, U* X9 c8 W, ]+ q+ n4 |- c}while(!identify(oldpop[iPlace])||!identify(oldpop[iPlace+1]));</P>
: [% B7 t7 ?. [3 ^3 ~; g; i, s7 v<>}</P>
<>bool CGenetic::flip(double possibility)
: X" O) {- ^* h. e: ^{double ppp;
ppp=rand();
if(ppp&lt;=possibility)
7 y% T$ {* t# K2 F0 h return (true);
0 i, G+ f3 {$ ^else
return (false);
2 ^0 a9 Y- r) X" ~" v+ Q* J' Y3 D; b9 s# A}</P>
) V6 q# m/ D9 Q; ^1 j! g<>void CGenetic::mutation(CHROM *chrome)
{double m=10;
  _2 P" a9 p1 N/ |  Y int i=0;
1 Q, C2 ~  R3 X% p4 w1 A' p CHROM temp1,temp2;
if(flip(pmutation)){ //以变异概率进行变异
" e3 z' g2 N& F, m2 ^8 t% x+ a- G  do{ for(i=0;i&lt;iVarNo;i++)
     temp2.chrom=chrome-&gt;chrom;
/ `! Q  O; ?% d) E( j, }' j9 V1 z         for(i=0;i&lt;iVarNo;i++)
    temp1.chrom=randxy(varminmax[0]-varminmax[1],varminmax[1]-varminmax[0])/10;
8 {2 E" o2 a/ f# e/ s          for(i=0;i&lt;iVarNo;i++)
. d3 Y' s8 n$ h, b     temp2.chrom+=m*temp1.chrom;
! w5 C6 X2 k. k% Q& ^! n) k    if(!identify(temp2))
2 t; z9 H  s! Q' d! j     m=(double)m/(double)(2.0);
  }while(!identify(temp2));
}
else{
  for(i=0;i&lt;iVarNo;i++)
     temp2.chrom=chrome-&gt;chrom;
( y) B7 h. E) F( B' i% r }
/ I; p5 F/ @9 q6 S" R/ T' Z+ d for(i=0;i&lt;iVarNo;i++)
  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
/ t  }  d: S. f$ S9 T for(i=0;i&ltOPSIZE;i++){
3 _: k" ]! I) W* p8 B   pop.fitness=CalFitness(pop);
   sumfitness+=pop.fitness;}
. h- i. }. n% w+ W //选出符合条件的染色体
4 _$ y5 P. E4 o, [3 N+ n+ k for(i=0;i&ltOPSIZE;i++){
; t2 J7 N! O" o8 E; Y if(pop.fitness&gt;=dblCre&amp;&amp;IsNew(pop))
  bestchrom[iBestNum++]=pop;
if(pop.fitness&gt;best.fitness)
  best=pop;//纪录最佳染色体
}</P>
<>}</P>
5 Q5 T5 w/ I. c$ S3 o1 a<>void CGenetic::init()
; F0 m* ~3 P4 z! P7 V# r{//对种群进行随机初始化
int i,j;
5 S; y1 `6 t% ]* M$ T- `1 asrand( (unsigned)time( NULL ) );</P>
<>if(iVarNo!=0&amp;&amp;IsSetScope)
1 n9 o2 N" t7 p{for(i=0;i&ltOPSIZE;i++){
1 x- C! p* F7 E) E5 f3 X) 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]);
        oldpop.chrom[j]=newpop.chrom[j];
, Z/ _4 R/ P3 g2 v9 S: | }
* C+ a: y7 o* B% a3 d}
}
" \9 E# k0 c2 [' X! f else
( D) i, ?8 A* ?- M& ]* w {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>
$ Y% [/ S0 ~' X4 S" @
! s* ^( p5 I( o6 ~5 d+ X<>double CGenetic::randxy(double x, double y)
# t+ u3 _- Y4 r, E) v) b/ J) Z; k{ return (x+(y-x)*rand());</P>
<>}</P>
" [( g8 ]  C0 x9 G: r<>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
varminmax[1]=scope[1];//最大值
( y$ C! G; h% |0 Y}
! Z" R: I* D7 T/ s8 hIsSetScope=true; </P>
; j% g5 p. }0 Z( x<>}</P>
( J. E. J" N  o  C8 P: p<>double CGenetic::CalFitness(CHROM chrome)
{ double dblResult;
* t! y3 ^0 N. y& W: M# a int i;
for(i=0;i&lt;iVarNo;i++)
/ R7 J# y0 l2 `! z# e$ x! {2 x  mData.r(i+1)=chrome.chrom;
mResult=bpnet-&gt;simulate(mData);
dblResult=mResult.r(1);
+ w( a9 c7 b4 I2 m  s$ o return(dblResult);
}</P>
% b7 O: z5 o9 ?* E5 D! H
: q3 x2 Y% p4 y9 |7 j' f  `2 ~8 P0 D<P>bool CGenetic::identify(CHROM chrome)
* o0 I( ~3 A- b4 P& n& {{int i=0;
bool IsOk=true;;
for(i=0;i&lt;iVarNo;i++){
# v- t3 f# b3 g( _0 s' X% g  if(chrome.chrom&gt;varminmax[1]||chrome.chrom&lt;varminmax[0])
  {IsOk=false;
) Z3 F3 I) R7 H/ `/ B  break;}
}
8 l, G) u/ k2 S; X) R return (IsOk);
}</P>
2 i/ ?; i- m$ A; V2 K
<P>double CGenetic::difference(CHROM ch1, CHROM ch2)
3 F# x( ~& W( G5 g{double differ,temp1=0.0,temp2=0.0,temp3=0.0,dblTemp1,dblTemp2;
int i;
for(i=0;i&lt;iVarNo;i++){
  dblTemp1=ch1.chrom/(varminmax[1]-varminmax[0]);
  dblTemp2=ch2.chrom/(varminmax[1]-varminmax[0]);
( j& R0 w% k( \0 e# B  temp1=temp1+fabs(dblTemp1-dblTemp2)*fabs(dblTemp1-dblTemp2);
     temp2+=dblTemp1*dblTemp1;
+ i9 {: ]% _/ S- Y9 ?0 s9 t  temp3+=dblTemp2*dblTemp2;
}
temp2=(temp2&gt;temp3)?temp2:temp3;//取较大者
' K9 y" p( R1 D- R$ m" ? differ=sqrt(temp1)/sqrt(temp2);
return (differ);
+ G5 \. Z/ X# F9 x8 \/ P+ B}</P>
8 k2 y- Q4 w" G  P2 H6 @9 l<P>bool CGenetic::IsNew(CHROM ch)
5 ^& ^1 y3 j- x{int i;
. j! m) O1 j" [% t1 n bool IsDifferent;
IsDifferent=true;
for(i=0;i&lt;iBestNum;i++)
0 \, [, W( a/ g6 ?/ M3 N0 |9 ]* _  if((difference(ch,bestchrom)&lt;dblDifference)&amp;&amp;(angle(ch,bestchrom)&lt;dblAngle))
0 K  C0 I; y1 X4 A7 [+ N; j3 r  {IsDifferent=false;
2 O0 O3 S4 W( C- I      break;
5 I2 X6 Y* g4 B/ e0 }( L  }
return (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;
5 p3 u  A6 ~) `1 D4 m int i=0;
0 O2 F- T' K( i+ S6 R6 s double dblTemp1,dblTemp2;
for(i=0;i&lt;iVarNo;i++)
{dblTemp1=ch1.chrom/(varminmax[1]-varminmax[0]);
  dblTemp2=ch2.chrom/(varminmax[1]-varminmax[0]);
. v" l. z8 e4 w  temp1+=dblTemp1*dblTemp2;
  temp2+=dblTemp1*dblTemp1;
  temp3+=dblTemp2*dblTemp2;
}
temp2=sqrt(temp2);
9 S% p7 f4 ~2 Q+ P9 Q temp3=sqrt(temp3);
- x) h' u8 `! p& y& m dblCos=temp1/(temp2*temp3);
+ X1 }( P6 P0 y+ f+ h& H pi=acos(-1.0);
angle=acos(dblCos);
9 i0 Y4 @+ C6 B9 X% r, w1 R6 v angle=(angle/pi)*180.0;//转化为角度
( d; f6 d; g, c2 ^1 D0 N return (angle);</P>
<P>}</P></DIV>
$ v4 E1 Y) @3 G) Z<DIV class=HtmlCode>
  u6 h- A- B0 z# Y<P>// Genetic.h: interface for the CGenetic class.
* f. c0 T8 x/ O' X" `9 w' [: z$ ]! Z6 o//
* e# C& G* b! g. ~( _8 p//////////////////////////////////////////////////////////////////////</P>
<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
$ V- e3 ?! S4 A* `- l& j3 P#pragma once
& Y5 U7 e  U% n; X! @3 n#endif // _MSC_VER &gt; 1000
) j) W( h9 a  ~0 X! z5 A#include"definition.h"
typedef struct mychrom{
; `7 ~) a: I  ?. [& Z5 d1 W/ Ldouble chrom[MAXVARNO];
, R. T3 ]( s# O; ~' h' vdouble fitness;//适应度
9 p' \% _" ]9 [3 x}CHROM;
# @9 F3 E% v* n1 n# t/ q& z3 s#include "BpNet.h"
////////张纯禹 2001年   <a href="mailtchunyu79@hotmail.com" target="_blank" >chunyu79@hotmail.com</A>
8 h$ ~( }" [+ H4 Vclass CGenetic  
4 N& o& q0 p6 h# f  G9 A5 J. w{
1 c: a; d+ x  w. tpublic:
, ?/ Z: p4 A9 k  ~4 X- C8 A# M bool IsStoped;
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
. [( B& E% ^. M4 G8 u int iBestNum;//符合条件的染色体数目
4 \# K) r" G, B( g CBpNet * bpnet;
- A' f/ q4 h3 F# F3 }% i  `$ C //double (* obj_fun)();
% B6 S2 U  i& f* t5 A5 f0 z: Q double CalFitness(CHROM chrome);//计算适应度函数
long gen;//当前进化代数
4 q0 C* P" x, G' N 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
void statistic(CHROM pop[]);
CHROM bestchrom[MAXBESTNUM];//最优染色体
" ]# P2 n/ K; r! d, a bool begin();//主函数
1 G2 V  j7 M6 {/ J/ v void generation();//一次进化
int rselect();//轮盘赌选择
CHROM newpop[POPSIZE];//种群
CHROM oldpop[POPSIZE];//种群
8 E' I) Q; k# {8 f+ f$ y double pmutation;//变异概率
double pcross;//交叉概率
& K& U! ^1 A* O% z8 N long maxgen;//最大进化代数
% w1 }! D/ N5 `3 p int iVarNo;//染色体数目
2 _& z$ x7 c5 q1 i' Q, B) l4 P) x) R double sumfitness;
8 \: N5 P  o# e! ?! G: { CGenetic();
+ q. z) v" s7 S- C virtual ~CGenetic();</P>
<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
! N) V/ r, q1 f7 Y/ ^4 b 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];
void init();//初始化，设置初始染色体
. D4 Z* E% X7 Y1 T6 D$ T void mutation(CHROM *chrome);//对新染色体进行变异
bool flip(double possibility);//测试
//交叉操作，iPlace指明新染色体位置
' K: {! f* O0 }% a' b void cross(CHROM chrom1,CHROM chrom2,int iPlace);
) V& D' H; v, j" Y0 q bool IsSetScope;

& J+ g* `' I( @$ B" M8 l};</P>
8 \  X  f' u: k% [<P>#endif // !defined(AFX_GENETIC_H__72C36058_C073_487F_BD99_D8BD4A59EFF0__INCLUDED_)
9 V2 ~" P; W& ^# ^$ g. Q: h
9 F7 h% x, m( x5 D& z- V</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>