[分享]遗传算法(C++)

ilikenba

<DIV class=HtmlCode>
<>// Genetic.cpp: implementation of the CGenetic class.
9 ^; D% T( G$ K2 d; X2 c/ c//
//////////////////////////////////////////////////////////////////////</P>
/ D' U' J" ?( v6 ?<>#include "stdafx.h"</P>
+ l# y' c8 p0 f! E8 L<>#include "Genetic.h"
#include"math.h"
8 a- V( p7 d" r. p' v- u) P8 e1 ^, @#ifdef _DEBUG
9 m) s! `& k+ |4 v#undef THIS_FILE
static char THIS_FILE[]=__FILE__;
# l( @4 K; b' X& E5 Z4 N9 M$ D#define new DEBUG_NEW
#endif
/////张纯禹  2001年   <a href="mailtchunyu79@hotmail.com" target="_blank" >chunyu79@hotmail.com</A>
" T" @5 L3 D" u. C( T' t/ P  d//////////////////////////////////////////////////////////////////////
// Construction/Destruction
1 W8 \' A- X2 C: N/ ?; A//////////////////////////////////////////////////////////////////////</P>
; F2 v! s" N) m' U" E<>CGenetic::CGenetic()
{pmutation=0.01;//变异概率
$ M: d3 C; J/ ^, Z- z9 q  V1 r pcross=0.9;//交叉概率
& t0 a/ d9 y+ ?; r! T9 A5 s 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
IsStoped=false;
  Q4 O5 ~: \& c. ~3 H3 Z# J for(int i=0;i&lt;MAXBESTNUM;i++)
' j* ^, y* D/ x) P   bestchrom.fitness=0;
/ {  J! r! e5 |  E3 T7 u iBestNum=0;
! p9 Q: j, w$ A: o4 b2 { dblCre=0.0;
dblDifference=0.15;
! f0 ~. d/ y& H" E best.fitness=0.0;

6 l2 C0 y+ [8 j: g- f2 Y4 r& } initM(MATCOM_VERSION);
  O" U: Z' ~& `5 t. {- u; L }</P>
/ K- i" g2 H# E! N( X$ E' v<>CGenetic::~CGenetic()
$ Q( ~: K6 u' l3 t: A. p- Z+ r{exitM();
}</P>
; E5 N; Z. @( [1 x! P<>int CGenetic::rselect()
0 m" l% \$ G7 T2 \  e{double rand1,partsum;
% U8 @: {% R8 L  p int j=0;
9 E; e7 }- w2 P$ Q6 I$ ? partsum=0;
+ [, u- X! B7 v9 Y# v2 K& u$ T rand1=rand()*sumfitness;
do{
! B. r0 J8 |0 A# j! h9 q& d  partsum=partsum+newpop[j].fitness;
  j++;
+ n, ]& Q- ~7 N }while((partsum&lt;rand1)&amp;&amp;(j&ltOPSIZE));
return (j-1);
; i; g, B0 ]: ]}</P>
<>void CGenetic::generation()
{int i,r1,r2;
9 p0 {1 C# j# R% Q- X1 L4 h4 ~ 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
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){
  r1=rselect();
  r2=rselect();
" A; H; S2 Q8 N: @: F) N  cross(newpop[r1],newpop[r2],i);
}</P>
<> // oldpop,newpop进行调换
for(i=0;i&ltOPSIZE;i++){
  tempChrom=newpop;
  newpop=oldpop;
! g3 t5 |- Q! L0 m# m  oldpop=tempChrom;
}
//从1到POPSIZE循环，对newpop进行变异
    for(i=0;i&ltOPSIZE;i++)
; G5 |2 p7 ]4 x; X7 ]     mutation(&amp;newpop);
2 a" @& L( w: u& ~; v" i}</P>
<>bool CGenetic::begin()
. k& B8 a/ a7 c$ u$ B% e9 @% I{MSG msg;
mData=zeros(1,bpnet-&gt;iInput);
8 [# P$ m4 |4 p9 m$ N0 f mResult=zeros(1,bpnet-&gt;iOutput);
for(int i=gen;i&lt;maxgen;i++)
: B, t2 a7 T# P/ ^{if(IsStoped)
( s. [# e2 b* g6 O# t- X  t) T2 Q  break;
if(bpnet-&gt;iOutput&gt;1){
1 n) u4 T# w1 j4 Z- b ::MessageBox(NULL,"目前只支持一个输出量!","错误",MB_OK);
, X! u' B# n3 {3 O$ I return(false);
+ h% ]4 D3 h, H3 j3 ^; B0 f" J }
" a- m7 v7 K4 J0 U# f" g if(gen==0)
/ S+ i* ?6 _) Z4 w  init();//如果刚开始运算，初始化
8 j5 d9 h8 k  z5 H  } generation();
# l3 F8 K2 g* g0 e gen++;
//防止假死机
4 Y! s9 K' N4 A+ a :eekMessage(&amp;msg,NULL,0,0,PM_REMOVE);
:ispatchMessage(&amp;msg);
' u3 b* p+ |4 [- B# c3 F; a msg.message=-1;
- f, O  g; A, O* m/ k2 @ :ispatchMessage(&amp;msg);//这样可以消除屏闪
}</P>
$ s- u; {: k( \+ d5 X<>return(true);
}</P>
<>
void CGenetic::cross(CHROM chrom1, CHROM chrom2, int iPlace)
{double c;
' J/ _( z, P+ e3 [ 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
+ Y$ s  e- S0 I! s: ]! @//循环，直到产生合法的新染色体
+ i& j8 d4 @. `; L do{if(flip(pcross)){//交叉概率
3 d4 o/ @/ e% L' ~5 J/ a# k c=rand();
    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;
}
, Q2 m% o/ r* A4 D  l }
else//直接赋值，不再交叉
4 I. A/ ]6 {8 A2 o2 w# X2 I6 ?% B: \ {oldpop[iPlace]=chrom1;
9 V5 ^; i, h  M; ]3 n5 Y( w  oldpop[iPlace+1]=chrom2;
8 o; l/ o! ?" D* O }
}while(!identify(oldpop[iPlace])||!identify(oldpop[iPlace+1]));</P>
- N3 l7 b! o8 R. _1 A. Y0 i; F<>}</P>
<>bool CGenetic::flip(double possibility)
! W1 p' p$ n2 y4 c" |6 _{double ppp;
ppp=rand();
if(ppp&lt;=possibility)
' y& j$ D; ?" B+ K& ? return (true);
else
  d( g5 i& W! z1 ^; u, ?6 b return (false);
3 ^' Q5 A! O$ c4 N}</P>
6 I. e) A; R/ g5 Z: Q<>void CGenetic::mutation(CHROM *chrome)
# I1 c7 k  |- q, J% m- r3 I; M3 n{double m=10;
) R7 B4 c; n0 d3 L- o int i=0;
0 M7 b( ?. h1 I9 ]5 x; f" H CHROM temp1,temp2;
if(flip(pmutation)){ //以变异概率进行变异
8 W2 [$ t) `: h# _  do{ for(i=0;i&lt;iVarNo;i++)
: w% G9 }+ T9 h2 \4 d* q0 j     temp2.chrom=chrome-&gt;chrom;
         for(i=0;i&lt;iVarNo;i++)
# s: D" k6 j& K" q: F: _  k* d    temp1.chrom=randxy(varminmax[0]-varminmax[1],varminmax[1]-varminmax[0])/10;
          for(i=0;i&lt;iVarNo;i++)
- W) @8 W0 }$ E+ Q/ h5 R- P4 ~3 d     temp2.chrom+=m*temp1.chrom;
3 s- [( I5 m& V) N( ^0 w    if(!identify(temp2))
$ v# B: l5 D9 o9 v4 X% z2 ]1 k0 w     m=(double)m/(double)(2.0);
  }while(!identify(temp2));
}
& ?( `# q6 U7 Q else{
; Y9 s8 o- t( r" Y; _+ v  for(i=0;i&lt;iVarNo;i++)
) ^# h, b7 Y" a4 k% w/ n     temp2.chrom=chrome-&gt;chrom;
}
2 ]0 {- w) Q' e for(i=0;i&lt;iVarNo;i++)
) T$ e, ^: h8 X; {$ a! y, r  chrome-&gt;chrom=temp2.chrom;
* X4 H/ ^! o1 E% \6 b}</P>
<>void CGenetic::statistic(CHROM pop[])
" ?+ E! }  L; s/ i% A/ j{int i;
& \1 h0 e! a1 _0 H( G8 ]: _1 c sumfitness=0;
//循环，计算单个染色体的适应度,以及sumfitness
" M* W$ ^& F. g+ f) n. u* `/ w for(i=0;i&ltOPSIZE;i++){
   pop.fitness=CalFitness(pop);
   sumfitness+=pop.fitness;}
. E4 u, y; c  l. p, \' U. I) J' ` //选出符合条件的染色体
, C, h# s3 K( R/ X for(i=0;i&ltOPSIZE;i++){
! g; b9 g% T+ E/ N- s8 O) H if(pop.fitness&gt;=dblCre&amp;&amp;IsNew(pop))
7 R$ Y" i7 c( L( _7 Q  bestchrom[iBestNum++]=pop;
if(pop.fitness&gt;best.fitness)
  best=pop;//纪录最佳染色体
" k( z' T( r" l8 T+ L, y}</P>
<>}</P>
<>void CGenetic::init()
- s, u- t- @. n1 _: J{//对种群进行随机初始化
8 H/ B6 k( e$ T6 U! H/ C" aint i,j;
- V" v$ }! G2 g4 ]6 csrand( (unsigned)time( NULL ) );</P>
/ \& s' @: D8 x- p6 q2 ~<>if(iVarNo!=0&amp;&amp;IsSetScope)
' ~+ c! O. Z: |% L' p- O& v& b{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]);
$ h& c  W, D7 N% ?8 c- _        oldpop.chrom[j]=newpop.chrom[j];
}
5 p' y* k5 W' ]  g9 w}
}
4 a6 {8 Y$ d+ n, g else
- v# p* z8 Y  L, B( s$ c) [! b5 g, M& y {if(iVarNo==0)::MessageBox(NULL,"变量数不能为0!","错误...",MB_OK);
$ d# D* w6 k9 N% E  else if(!IsSetScope) ::MessageBox(NULL,"还未设置变量范围","错误...",MB_OK);
% P4 [# d" _& w( S. O# n2 G }
}</P>
6 O1 U% E. F5 Q
<>double CGenetic::randxy(double x, double y)
{ return (x+(y-x)*rand());</P>
7 o5 V4 y1 Q' h) }2 U, |<>}</P>
( l+ }1 k6 [- \5 K% U<>void CGenetic::setscope(double scope[MAXVARNO][2], int iNo)
" r! I9 i/ j( G+ k( G) s* ]" P{int i;
3 s+ F5 ?0 a: ^' G& S; w) ifor(i=0;i&lt;iNo;i++)
{varminmax[0]=scope[0];//最小值
varminmax[1]=scope[1];//最大值
4 m9 B: W! T4 @2 s* I}
9 j! K4 }8 V/ Y) O2 NIsSetScope=true; </P>
<>}</P>
! A; M! G4 w; e' H. Q<>double CGenetic::CalFitness(CHROM chrome)
0 G8 P. W6 R! ^: o) g2 |6 s{ double dblResult;
& k- l( e% ]$ n- y9 R( [1 x, k0 L int i;
4 T$ m( H6 V# F) C* r* |5 x, }7 \ for(i=0;i&lt;iVarNo;i++)
# P3 j% j7 }- V$ G* d  mData.r(i+1)=chrome.chrom;
' X  w( n5 M; q4 V; F mResult=bpnet-&gt;simulate(mData);
dblResult=mResult.r(1);
return(dblResult);
}</P>
) `$ c% {* N0 e& K; e1 i
<P>bool CGenetic::identify(CHROM chrome)
{int i=0;
bool IsOk=true;;
for(i=0;i&lt;iVarNo;i++){
  if(chrome.chrom&gt;varminmax[1]||chrome.chrom&lt;varminmax[0])
  {IsOk=false;
" t; w! Z2 R8 ^9 p  break;}
6 N/ \8 W" j0 A8 ?2 ?/ X' }2 e }
; z/ J* m+ T, Q8 o7 m return (IsOk);
) E- f1 U" e/ J0 j}</P>
& [  ]* J/ V! I3 @& i; w
<P>double CGenetic::difference(CHROM ch1, CHROM ch2)
{double differ,temp1=0.0,temp2=0.0,temp3=0.0,dblTemp1,dblTemp2;
int i;
for(i=0;i&lt;iVarNo;i++){
& [" a9 ~/ g. e- c. X  dblTemp1=ch1.chrom/(varminmax[1]-varminmax[0]);
' P& A1 x: l' V' O% K+ E7 t5 s  dblTemp2=ch2.chrom/(varminmax[1]-varminmax[0]);
  temp1=temp1+fabs(dblTemp1-dblTemp2)*fabs(dblTemp1-dblTemp2);
     temp2+=dblTemp1*dblTemp1;
  temp3+=dblTemp2*dblTemp2;
1 |: f) V+ g7 a }
temp2=(temp2&gt;temp3)?temp2:temp3;//取较大者
' ^8 B6 V+ g& ~! f; E7 ?* B1 N differ=sqrt(temp1)/sqrt(temp2);
return (differ);
- v5 W" w# M# A}</P>
( k2 B8 c, X7 h. e! V<P>bool CGenetic::IsNew(CHROM ch)
5 i; y; ^* r8 K{int i;
bool IsDifferent;
) K& r3 E( `+ p' D( [ IsDifferent=true;
for(i=0;i&lt;iBestNum;i++)
  if((difference(ch,bestchrom)&lt;dblDifference)&amp;&amp;(angle(ch,bestchrom)&lt;dblAngle))
6 G8 @/ R1 X, r# x  {IsDifferent=false;
3 Q& W2 ^( {6 o* p6 Y/ F' c      break;
  }
: w1 B- |! Q; ~+ F' `& n, |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;
+ z/ b( s2 y6 T5 h, R int i=0;
. ?! s# M! H7 ]$ A' E  W double dblTemp1,dblTemp2;
for(i=0;i&lt;iVarNo;i++)
{dblTemp1=ch1.chrom/(varminmax[1]-varminmax[0]);
  dblTemp2=ch2.chrom/(varminmax[1]-varminmax[0]);
1 x$ u0 }0 P# ?# c! n9 D! X$ n/ |  temp1+=dblTemp1*dblTemp2;
  temp2+=dblTemp1*dblTemp1;
  temp3+=dblTemp2*dblTemp2;
}
2 M6 ^. d3 p. O" B- n4 {4 | temp2=sqrt(temp2);
/ j1 Z6 z6 e7 w0 R temp3=sqrt(temp3);
2 Q. \9 e' A* B6 g: h, G2 ^, x) A dblCos=temp1/(temp2*temp3);
pi=acos(-1.0);
angle=acos(dblCos);
angle=(angle/pi)*180.0;//转化为角度
return (angle);</P>
<P>}</P></DIV>
<DIV class=HtmlCode>
* B- v* y- o4 r<P>// Genetic.h: interface for the CGenetic class.
//
//////////////////////////////////////////////////////////////////////</P>
<P>#if !defined(AFX_GENETIC_H__72C36058_C073_487F_BD99_D8BD4A59EFF0__INCLUDED_)
9 E! W* p8 J/ ~- b#define AFX_GENETIC_H__72C36058_C073_487F_BD99_D8BD4A59EFF0__INCLUDED_</P>
: V3 F% a; O: Y' A$ h<P>#if _MSC_VER &gt; 1000
+ n% _# Q. H- ]( f6 @#pragma once
9 {& _( K. F+ [" K#endif // _MSC_VER &gt; 1000
#include"definition.h"
typedef struct mychrom{
% e1 \; k- d: _% ydouble chrom[MAXVARNO];
0 E0 w# M+ W$ [2 qdouble fitness;//适应度
6 q" ?) R2 p' v. u- I# h' u}CHROM;
#include "BpNet.h"
////////张纯禹 2001年   <a href="mailtchunyu79@hotmail.com" target="_blank" >chunyu79@hotmail.com</A>
$ |: K4 b) F7 v+ A" wclass CGenetic  
5 d" J$ x6 L3 [7 h: J! w{
. }, K' ^/ w/ n( hpublic:
8 d9 Y5 T* l. a* _  s# i) ? bool IsStoped;
- h& z; t2 [! b& z3 R double dblAngle;
CHROM best;
Mm mData,mResult;
2 X9 ]9 i3 v9 a4 L. N  r9 l5 i8 {: L: Q& O double dblDifference;//差异〉改值的染色体视为不同
8 B( L! H9 J7 U$ _; j double dblCre;//适应度&gt;改值的染色体符合条件
  I# b. `' E1 O, b( c6 }0 V1 r int iBestNum;//符合条件的染色体数目
CBpNet * bpnet;
+ `9 W% S8 D, S) l6 X8 S6 q7 E2 a //double (* obj_fun)();
double CalFitness(CHROM chrome);//计算适应度函数
  }- y/ E4 b- h- H$ } long gen;//当前进化代数
9 n) b5 Z7 @( F: y4 c void setscope(double scope[MAXVARNO][2],int iNo);//设置染色体取值范围
- F% k+ D$ o8 l, P double randxy(double x,double y);//产生x,y之间的随机数
void statistic(CHROM pop[]);
. d5 ~) j5 q# f, U CHROM bestchrom[MAXBESTNUM];//最优染色体
  r  i% h4 X$ c bool begin();//主函数
void generation();//一次进化
int rselect();//轮盘赌选择
CHROM newpop[POPSIZE];//种群
2 y: [2 y( V. u( U+ U CHROM oldpop[POPSIZE];//种群
: r( J, W0 R+ R3 G- {; ?# g' L1 ] double pmutation;//变异概率
double pcross;//交叉概率
long maxgen;//最大进化代数
int iVarNo;//染色体数目
double sumfitness;
CGenetic();
) p) u' I$ B8 M% m8 ~ virtual ~CGenetic();</P>
<P>private:
1 K# y9 g3 K, @5 T double angle(CHROM ch1,CHROM ch2);
bool IsNew(CHROM ch);//判断是否为符合条件的新染色体
& S& P& ]0 F+ u0 D: P3 d) e) T double difference(CHROM ch1,CHROM ch2);//量个染色体之间的差异,用以区别</P>
, M: a' f- @9 p, U<P> bool identify(CHROM chrome);//验证是否为合法的染色体
- l6 d) v& l/ \$ W9 h# D. G3 o double varminmax[MAXVARNO][2];
! P3 L# A1 V/ i2 F' h% s/ l. f) V) v 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
bool flip(double possibility);//测试
//交叉操作，iPlace指明新染色体位置
void cross(CHROM chrom1,CHROM chrom2,int iPlace);
2 G7 ~% M& j+ L+ T bool IsSetScope;

};</P>
<P>#endif // !defined(AFX_GENETIC_H__72C36058_C073_487F_BD99_D8BD4A59EFF0__INCLUDED_)

</P></DIV>

aimaer_21

细细，谢谢了，请问有神经网络的vc++程序码

成旭

dingsidngdingisdng

chouyule

代码以这种发式发 看着好累哦  不知道好不好用 楼主用过吗

paopao

真好！！！

paopao

好好好好哈哈哈哈哈哈哈哈哈

paopao

真好！！！

poppoppop

<p>kan kan</p>

paraparakk12

好东西，看了就ding!

sunks8

向斑竹致敬！＠呵呵！＠