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在EViews中实现模拟退火算法(SA)

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liwenhui        

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独孤求败

  • TA的每日心情
    擦汗
    2018-4-26 23:29
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    [LV.Master]伴坛终老

    自我介绍
    紫薇软剑,三十岁前所用,误伤义士不祥,乃弃之深谷。 重剑无锋,大巧不工。四十岁前恃之横行天下。 四十岁后,不滞于物,草木竹石均可为剑。自此精修,渐进至无剑胜有剑之境。

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    群组计量经济学之性

    群组LINGO

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    1#
    发表于 2016-11-16 17:42 |只看该作者 |倒序浏览
    |招呼Ta 关注Ta |邮箱已经成功绑定
    EViews除了能解决计量经济学的估计问题以外,还提供一个编程环境用以解决复杂的问题。在尝试很多次之后,我在EViews中实现了对“模拟退火算法”,供大家交流。
    2 e" Z" h/ o# M为了演示,这里使用如下函数作为测试函数:
    + t- q+ g9 v" r
    测试函数

    4 C, L2 B6 D8 ]3 B& M) u& ?此函数在x=0,y=0处取得最小值0." x" }) C8 h, Q8 _4 C
    % N/ t3 z2 H1 _& E) k
    代码如下:
    1. '新建一个workfile,作为基本的运行容器,EViews的一切操作必须在一个workfile中运行* c\" L2 h4 f) n. O  |3 H
    2. wfcreate (wf=temp) u 100
      % j% X2 @  q& v6 o. |5 S5 A7 ]- E3 s1 N
    3. 4 A! A/ c) K3 E& ^2 b5 g8 u# ]0 v; A
    4. '定义自变量,并在[-100,100]上随机赋初始值,计算函数值
        h' G7 y6 R% k) k\" k& a
    5. scalar m1 T0 b* J, W6 i- |
    6. scalar n: A0 A6 u0 o: |+ B# H) c( {; _
    7. m=-100+200*@rnd1 W5 B$ e: G' M$ w
    8. n=-100+200*@rnd* D\" m3 [. F8 @1 o0 K

    9. ' u$ k) k, O, R! d
    10. '定义关键的几个变量; \4 Y# n\" `  Z# K
    11. scalar jw=0.999
      3 `, a- D& U3 ~, S
    12. scalar torl=0.001# w; ~& \6 G- R, V
    13. scalar f0 '最终函数值
      4 g! t2 T& Y! t
    14. scalar f1 '旧函数值7 B+ A; Z+ Y3 r( ~+ u4 H
    15. scalar f2 '新函数值
      1 D- q; a\" g3 _\" b) o3 E
    16. scalar delta '新旧函数值差异
      1 \7 `6 J4 {% q
    17. scalar temp1 '扰动后的自变量1# Z5 V5 N$ O* ]+ c
    18. scalar temp2 '扰动后的自变量2
      9 I3 |, `. [/ M6 Z7 z6 t
    19. scalar tc=0 '记录降温次数
      $ m+ r9 l: A: D+ v
    20. matrix(16111,1) values
      - [# T3 L\" ]! M  Y. [8 K& F
    21.   o4 D) t\" J9 N( U7 a. X
    22. '设置初始温度4 n* R/ }# c8 e) _: q) }0 T4 F
    23. scalar temperature=100004 t% C% C7 U& G6 p& `+ E
    24. 4 p  |4 J& r' N, z7 e
    25. '主程序( ~) E7 E1 W9 [. C3 @
    26. while temperature>torl
      5 Q; R/ N  f9 q/ }5 q$ F0 w
    27.   call tfun(f1,m,n)  '计算初始函数值, d& p4 R! b. a. m
    28.   call rchange(temp1,temp2,m,n) '产生扰动
      - U/ }2 N+ {* }, G5 P
    29.   call tfun(f2,temp1,temp2) '重新计算函数值
      ' O\" ]; i) X, C* @+ D/ P( G6 c
    30.    delta=f2-f1 '比较函数值的大小* X, d, z7 Q0 P$ L+ ~, ?4 H, U# ?
    31.   if delta<0 then '如果新的函数值更小,则用新的替代旧的
        @$ w( b6 n! ^. o; f8 E6 c, t! N
    32.     m=temp1
      2 ]  I/ l6 n, L7 g: ~
    33.     n=temp2
      ) n4 y: ?; |3 q/ T1 \. {! b
    34.   else '如果新值并不小于旧值,则以概率接受新值
      6 V4 R# P. _7 o; t8 M/ p
    35.     if @exp(-delta/temperature)>@rnd then; D\" P  k3 q* N: t. a1 p. B/ ~- D
    36.       m=temp1. i* B7 }! `+ Q5 E/ A\" H; S, `
    37.       n=temp2
      + ]& s' p: Y\" {8 z8 x, c
    38.     endif2 O3 m% r9 o5 f3 ?9 p; C4 @
    39.   endif. G* X6 A; f% e
    40.   temperature=jw*temperature '降温: l  D5 h6 t4 y: v, M
    41.   tc=tc+1% z2 v+ N2 M  x; S, A$ `8 {
    42.   values(tc,1)=f1
      % I0 C: N, M9 Y. Q1 G7 T$ Y
    43. wend
      1 V\" C7 W- {# f: D\" M, W
    44. call tfun(f0,m,n)
      7 P% d+ h\" x+ S+ r2 x
    45. * d( m- @' ]' r& f\" V
    46. table(4,3) result; J/ f1 R# P6 j
    47. result(1,1)="Optimal Value"
      9 t& U! S  n\" D+ P  u; l; v
    48. result(2,1)="Variable1"& ?  c8 @  B) L9 I$ h$ H8 i/ V% o
    49. result(3,1)="Variable2"
      / c4 [4 Z\" E4 W0 z7 |, p& f0 T\" N
    50. result(4,1)="Iter". g9 B5 @\" u; c\" n9 j0 y7 Z! X
    51. & r. c2 s# i5 s, k6 k
    52. result(1,2)="f0"
      : E8 F! V+ ^+ e3 Z- O; t7 L& w
    53. result(2,2)="m"
      # F5 h8 E0 M/ ^4 o3 z
    54. result(3,2)="n"
      : y2 f# X\" N3 Q5 V
    55. result(4,2)="tc"6 {& H3 h6 V) J+ R. V/ e& v$ l: S
    56. 7 ]1 ?  D5 b& [) r- W0 P$ o8 `. q
    57. result(1,3)=f0, P7 g7 O! H0 T
    58. result(2,3)=m7 n+ E\" c4 r* M$ ~\" c
    59. result(3,3)=n
      . p5 d6 I5 ^' o# j8 w/ V
    60. result(4,3)=tc
      8 L0 B7 }  @. k3 T# n& [

    61. . ~% @7 _; _% k
    62. show result. h' o% N( b$ c1 b! Y% O( X
    63. show values.line2 R; A0 G' v- z( e! L* P7 k

    64. 5 J  E: G, h9 Y8 W3 g! w. H
    65. '测试函数
      ; G2 ?' M% u- [. j
    66. subroutine tfun(scalar z, scalar x, scalar y)
      ; ?9 ^! u% t  U, b
    67.     z=0.5+((@sin(x^2+y^2))^2-0.5)/(1+0.001*(x^2+y^2))^24 l( e2 Y) U( k' z1 X
    68. endsub
      7 h% V9 j, o1 H& s

    69. ( u' s% T. J, `6 `0 h
    70. '领域产生函数,使用高斯变异/ i$ h6 ?! `6 [  u
    71. subroutine rchange(scalar p1,scalar p2, scalar q1, scalar q2)
      . i! M! _\" v7 }7 @- p! ^- ~
    72.     p1=q1+5*@nrnd\" j\" b2 q* }  _- f& N3 f
    73.     p2=q2+5*@nrnd
      2 H$ L% U# l0 U7 m2 B- o( Y. Z
    74.     while p1>100 or p2>100 or p1<-100 or p2<-100  '限定产生的自变量范围在[-100,100]之间; A: u: R% A% r& s# J
    75.           p1=q1+5*@nrnd. _3 h3 s# S/ m6 E
    76.         p2=q2+5*@nrnd 0 ^4 v4 m. t4 K$ `
    77.     wend7 H1 m, g% G# |\" @
    78. endsub
    复制代码
    运行的结果如下:
    9 o3 U" @. f, l& R- M% Z QQ截图20161116174354.jpg
    ) q5 E% Y: g1 k5 r
    0 W! ~6 |0 c" E0 ^4 P; `/ Y函数值的变化如下:- [- h7 b* u7 \/ [+ c& F
    QQ截图20161116174345.jpg 2 j7 j8 t, `( M
    8 N7 A  }! v! U& t
    采用此程序找到的最小值为0.00216,最优的x=-147582,y=-0.155605.没有醉倒最优值0,但已经离0不远。
      }( g( C. e6 J  N2 p5 k$ C( D3 ^3 x% g; `& S
    " F1 F' O; P* }! b
    , I$ C1 ^& R! s- B

      m3 c6 S7 `3 m+ O4 j7 R

    SAA.prg

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    zan
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    四十岁后,不滞于物,草木竹石均可为剑。

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