[分享]遗传算法(C++)

ilikenba

<DIV class=HtmlCode>
<>// Genetic.cpp: implementation of the CGenetic class.
//
//////////////////////////////////////////////////////////////////////</P>
<>#include "stdafx.h"</P>
& f0 _* \+ u; N<>#include "Genetic.h"
#include"math.h"
#ifdef _DEBUG
#undef THIS_FILE
static char THIS_FILE[]=__FILE__;
- H' _* @/ N4 _9 k#define new DEBUG_NEW
#endif
& c9 g% `  R2 b+ v' l  A* O5 t/////张纯禹  2001年   <a href="mailtchunyu79@hotmail.com" target="_blank" >chunyu79@hotmail.com</A>
: d+ `" M! J; O( j& p9 C//////////////////////////////////////////////////////////////////////
// Construction/Destruction
//////////////////////////////////////////////////////////////////////</P>
<>CGenetic::CGenetic()
{pmutation=0.01;//变异概率
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;
6 Z: e0 m6 S+ Y. s7 Y/ o# ]: p gen=0;
IsSetScope=false;//还未设定个变量范围
+ Y3 g+ @) a8 i/ o& ] IsStoped=false;
' S8 h7 b+ ~* Y; S& U for(int i=0;i&lt;MAXBESTNUM;i++)
   bestchrom.fitness=0;
! y8 o  _- S1 L3 d+ } iBestNum=0;
dblCre=0.0;
" q$ h  x2 T/ @# G: ` dblDifference=0.15;
( q' |1 K" T  Z5 H  @) _$ Y best.fitness=0.0;

0 m7 s+ }* A! r* i8 N initM(MATCOM_VERSION);
}</P>
<>CGenetic::~CGenetic()
% M3 K% M6 ?  E4 j{exitM();
. b- b6 E7 W* X9 s+ q) O}</P>
; `4 ?( M5 b1 Q! W4 c<>int CGenetic::rselect()
, I. |0 d% P  Q% V3 V. G{double rand1,partsum;
- L6 K; M& {$ V" N  d int j=0;
partsum=0;
rand1=rand()*sumfitness;
8 C1 ~, t7 ^) H5 N3 b) ^+ j1 S9 x do{
  partsum=partsum+newpop[j].fitness;
5 J1 g! d; k( Z4 P# D0 l5 F  j++;
; X' i% `1 N) W8 e' ^: m+ q  K }while((partsum&lt;rand1)&amp;&amp;(j&ltOPSIZE));
6 q9 Y4 r4 \, [ return (j-1);
}</P>
# |9 [) W4 u  y+ K2 [5 {) h. O& P<>void CGenetic::generation()
% i4 E% B. g- H# K3 b; ~{int i,r1,r2;
' Q! S9 z' L3 L" J8 V. ~ 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
, Z, V. W- B& o+ ~7 o$ r& }- W statistic(newpop);
! r* k/ j8 x; u: I7 T //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();
: V( w( [! F/ v" w  cross(newpop[r1],newpop[r2],i);
! v( K+ X$ p% [/ X' J  d# c }</P>
0 K2 T3 b( H4 K8 T: F6 n4 g- T% S<> // oldpop,newpop进行调换
) W4 Y% L$ w4 |! N4 ^) r4 `% X( V for(i=0;i&ltOPSIZE;i++){
  tempChrom=newpop;
7 h  O' |  n# p+ Y  newpop=oldpop;
  oldpop=tempChrom;
}
2 n9 t/ X: a. @, |6 Y7 D) ^ //从1到POPSIZE循环，对newpop进行变异
    for(i=0;i&ltOPSIZE;i++)
& m  h& ?/ R9 y- ^     mutation(&amp;newpop);
}</P>
- t5 p7 a" z& v8 {<>bool CGenetic::begin()
) D( U4 k2 A9 {$ \2 Q0 \0 g/ F{MSG msg;
mData=zeros(1,bpnet-&gt;iInput);
mResult=zeros(1,bpnet-&gt;iOutput);
  n: ?+ c5 `* \, Q: U0 G5 Ifor(int i=gen;i&lt;maxgen;i++)
{if(IsStoped)
  break;
& \  @3 b. I( t3 E- D if(bpnet-&gt;iOutput&gt;1){
* I$ K1 L  M7 M6 ~7 `2 B7 M ::MessageBox(NULL,"目前只支持一个输出量!","错误",MB_OK);
9 R5 F3 e# u$ o8 R return(false);
}
if(gen==0)
( T+ C) l9 u+ k  t. q  init();//如果刚开始运算，初始化
$ t! K8 J  t3 z* O( U# Q generation();
% _( K* b3 t: V7 H& T' C! C gen++;
6 w6 [2 V4 E! K- u/ l% a: |' T //防止假死机
* k( u2 l: E4 b! F  b :eekMessage(&amp;msg,NULL,0,0,PM_REMOVE);
# T! `+ |1 o. d5 |6 B3 J :ispatchMessage(&amp;msg);
msg.message=-1;
, R# F3 i7 F8 N: G, A& e( c :ispatchMessage(&amp;msg);//这样可以消除屏闪
4 K, H# j9 m5 ~6 I# `- U0 v}</P>
<>return(true);
8 {# p1 L/ t% M( \& H# j}</P>
<>
  e& p+ Y6 R( A# p, f$ M5 ^$ }void CGenetic::cross(CHROM chrom1, CHROM chrom2, int iPlace)
6 n! [* Z. U: j{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
1 \- u* Z2 G) {8 K! r//循环，直到产生合法的新染色体
do{if(flip(pcross)){//交叉概率
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;
2 f9 l9 V7 l2 u. F8 f }
}
3 O* s/ B8 ?# }2 `- D9 n else//直接赋值，不再交叉
{oldpop[iPlace]=chrom1;
# H' P+ }; E6 P0 ^, V  oldpop[iPlace+1]=chrom2;
}
}while(!identify(oldpop[iPlace])||!identify(oldpop[iPlace+1]));</P>
- k. D4 o4 L0 x1 H<>}</P>
<>bool CGenetic::flip(double possibility)
{double ppp;
( q* ~$ y7 O* c9 _$ Rppp=rand();
" {7 `+ `3 ^6 J) L# rif(ppp&lt;=possibility)
+ n" ^' F+ l2 l5 I: K return (true);
/ W* _! ^5 |* R: _- x) P! d# R% aelse
return (false);
) a2 i' [) \: j2 W7 x}</P>
3 t% V! M4 w: W& N/ c7 p<>void CGenetic::mutation(CHROM *chrome)
( f- M: c+ g  L, ^' E% B/ K{double m=10;
int i=0;
CHROM temp1,temp2;
. N' }6 s: M6 ~7 \( s1 g if(flip(pmutation)){ //以变异概率进行变异
' t- }0 K* \9 O9 c. L* p, D  do{ for(i=0;i&lt;iVarNo;i++)
     temp2.chrom=chrome-&gt;chrom;
0 A) j* n: X% X! E4 C) b; s         for(i=0;i&lt;iVarNo;i++)
( X9 ^/ f  E! s: _/ E! N( T' a/ ^    temp1.chrom=randxy(varminmax[0]-varminmax[1],varminmax[1]-varminmax[0])/10;
          for(i=0;i&lt;iVarNo;i++)
% ?& H2 l- O, o' H     temp2.chrom+=m*temp1.chrom;
    if(!identify(temp2))
     m=(double)m/(double)(2.0);
  }while(!identify(temp2));
}
0 L: r. _% O0 f1 j3 Q4 S5 }) j else{
  for(i=0;i&lt;iVarNo;i++)
     temp2.chrom=chrome-&gt;chrom;
, Z& R  t$ x- R% e6 \+ r }
for(i=0;i&lt;iVarNo;i++)
  chrome-&gt;chrom=temp2.chrom;
}</P>
<>void CGenetic::statistic(CHROM pop[])
; Z$ `8 Q/ K  }& p2 T7 j+ E" h{int i;
: g4 I1 }0 [' c# f sumfitness=0;
/ x9 M+ e6 _5 z1 {; ] //循环，计算单个染色体的适应度,以及sumfitness
for(i=0;i&ltOPSIZE;i++){
$ i, t" y( L2 h% M* n   pop.fitness=CalFitness(pop);
   sumfitness+=pop.fitness;}
" @0 S0 u# D: I% V, @  E- l' m //选出符合条件的染色体
for(i=0;i&ltOPSIZE;i++){
, T( |/ U: }4 c if(pop.fitness&gt;=dblCre&amp;&amp;IsNew(pop))
! q% @3 ~+ k& }1 o  _0 P6 H& |6 G  bestchrom[iBestNum++]=pop;
3 c+ m5 z9 w" M9 t' A. k5 a if(pop.fitness&gt;best.fitness)
( j  U& [/ f6 a8 e  best=pop;//纪录最佳染色体
4 U, K7 ?1 {$ D5 x! ]+ F6 c8 G3 e}</P>
<>}</P>
<>void CGenetic::init()
: {- g! m2 {' w4 Q0 M; T/ x& G{//对种群进行随机初始化
int i,j;
- k" k, j- u; i% f* }! U7 zsrand( (unsigned)time( NULL ) );</P>
' m2 T9 m! W) C+ ]<>if(iVarNo!=0&amp;&amp;IsSetScope)
{for(i=0;i&ltOPSIZE;i++){
2 d2 A0 ?- _- g3 A4 k 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];
+ H: _6 e. {5 Y7 u" f0 E; \ }
}
9 k2 ^* j& A% a& u( j}
else
0 r5 Q* u/ z* Y  |6 g* L {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);
}
) n5 c3 b6 y" h: S" h! e}</P>

<>double CGenetic::randxy(double x, double y)
{ return (x+(y-x)*rand());</P>
<>}</P>
<>void CGenetic::setscope(double scope[MAXVARNO][2], int iNo)
$ R4 R$ }* }( p! s2 N{int i;
% p+ P1 D# ~9 d2 cfor(i=0;i&lt;iNo;i++)
; S. u# H; h) z4 `/ W5 M{varminmax[0]=scope[0];//最小值
varminmax[1]=scope[1];//最大值
; ^2 C  Z+ S+ f: J3 l) A}
; e6 u) p4 E- o7 x6 AIsSetScope=true; </P>
<>}</P>
<>double CGenetic::CalFitness(CHROM chrome)
# I6 A0 L. r( h$ G7 n" ]{ double dblResult;
1 g! K; L+ a. o6 U2 O" z# m int i;
for(i=0;i&lt;iVarNo;i++)
  mData.r(i+1)=chrome.chrom;
mResult=bpnet-&gt;simulate(mData);
dblResult=mResult.r(1);
0 S1 o: q7 {; e# ` return(dblResult);
}</P>
  M. B* m/ a7 _5 Q
! R9 p/ F4 `& c) C<P>bool CGenetic::identify(CHROM chrome)
{int i=0;
bool IsOk=true;;
0 T, V; ^3 z% d* l; u& @8 G! u for(i=0;i&lt;iVarNo;i++){
  if(chrome.chrom&gt;varminmax[1]||chrome.chrom&lt;varminmax[0])
  {IsOk=false;
  break;}
3 y, k' A  d6 u" l7 Y$ X; k8 z }
+ I: R* z: \' i# k return (IsOk);
& Y% C# {, F9 A$ t! S4 f* o}</P>

" r. F1 A* U5 Y5 ~1 P9 a  ~<P>double CGenetic::difference(CHROM ch1, CHROM ch2)
& X- k4 x9 M  C{double differ,temp1=0.0,temp2=0.0,temp3=0.0,dblTemp1,dblTemp2;
int i;
for(i=0;i&lt;iVarNo;i++){
/ G4 B/ \. {3 \* n  dblTemp1=ch1.chrom/(varminmax[1]-varminmax[0]);
  dblTemp2=ch2.chrom/(varminmax[1]-varminmax[0]);
% D# P- m* u( T3 L9 u  temp1=temp1+fabs(dblTemp1-dblTemp2)*fabs(dblTemp1-dblTemp2);
, ^$ m9 T0 J4 q+ C! n     temp2+=dblTemp1*dblTemp1;
3 y- g: n5 m' A1 Q; n$ s. l  temp3+=dblTemp2*dblTemp2;
9 R( Y# [  @/ y3 C }
temp2=(temp2&gt;temp3)?temp2:temp3;//取较大者
5 M! u! s3 W/ x1 Y! t3 X/ M6 y1 b differ=sqrt(temp1)/sqrt(temp2);
return (differ);
! r# T9 o9 o7 ]! I}</P>
<P>bool CGenetic::IsNew(CHROM ch)
{int i;
/ z! S3 R1 G  @$ `! \ bool IsDifferent;
IsDifferent=true;
$ }9 o4 ?& Q# L$ o$ N for(i=0;i&lt;iBestNum;i++)
5 c/ A5 n% ^( p- F  if((difference(ch,bestchrom)&lt;dblDifference)&amp;&amp;(angle(ch,bestchrom)&lt;dblAngle))
  {IsDifferent=false;
      break;
  }
return (IsDifferent);</P>
<P>}</P>
<P>double CGenetic::angle(CHROM ch1, CHROM ch2)
# ~# b% F; g+ c& D, y# }) J{double pi,temp1=0.0,temp2=0.0,temp3=0.0,dblCos=0.0,angle;
9 _; Z9 y" |& I7 S' Z- p int i=0;
double dblTemp1,dblTemp2;
for(i=0;i&lt;iVarNo;i++)
{dblTemp1=ch1.chrom/(varminmax[1]-varminmax[0]);
  dblTemp2=ch2.chrom/(varminmax[1]-varminmax[0]);
+ Z1 H8 a! [4 H- K9 m; k5 |  temp1+=dblTemp1*dblTemp2;
  temp2+=dblTemp1*dblTemp1;
; b1 }* n! ~& X* @  temp3+=dblTemp2*dblTemp2;
2 p, i7 P2 `8 }) W5 L  ~. m }
temp2=sqrt(temp2);
/ p! J5 ~+ r9 x temp3=sqrt(temp3);
4 l  F$ j: U1 u+ l) T dblCos=temp1/(temp2*temp3);
pi=acos(-1.0);
2 e3 E" n! T/ G/ ~( P1 d' p" v- D+ m  w' ~ angle=acos(dblCos);
angle=(angle/pi)*180.0;//转化为角度
5 U) j3 w( M. N' a  N' ~1 |" f- { return (angle);</P>
<P>}</P></DIV>
<DIV class=HtmlCode>
, D6 F4 P/ c$ Q/ K  x2 x8 E6 @: H% U<P>// Genetic.h: interface for the CGenetic class.
, I# D; Z! a5 n2 O- _4 R//
//////////////////////////////////////////////////////////////////////</P>
% h- V$ G# R% l<P>#if !defined(AFX_GENETIC_H__72C36058_C073_487F_BD99_D8BD4A59EFF0__INCLUDED_)
#define AFX_GENETIC_H__72C36058_C073_487F_BD99_D8BD4A59EFF0__INCLUDED_</P>
' Y* c. q; g. ]5 |2 {; m  b8 E, H<P>#if _MSC_VER &gt; 1000
/ Q, K4 c! P' _, I8 I#pragma once
2 ^- Q+ q7 f& I' g1 w; B4 E#endif // _MSC_VER &gt; 1000
#include"definition.h"
typedef struct mychrom{
double chrom[MAXVARNO];
0 m2 Z! K' A; k, h; \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  
{
public:
3 N+ Z3 n( k4 N# @8 a bool IsStoped;
double dblAngle;
CHROM best;
  ?  t8 E0 t; @7 O& T, n" S" [6 M Mm mData,mResult;
6 a# p; T. n( _1 v1 J5 c5 ` 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
( ?& ~. k& f0 w/ F0 |. R# C2 P1 j int iBestNum;//符合条件的染色体数目
CBpNet * bpnet;
//double (* obj_fun)();
2 o" ~& l3 [/ L. { double CalFitness(CHROM chrome);//计算适应度函数
: U" A+ a5 j, a8 O8 d' m3 K long gen;//当前进化代数
$ `/ j' u' E) a1 H2 p% X void setscope(double scope[MAXVARNO][2],int iNo);//设置染色体取值范围
/ ~. n! h4 H' x; b# p7 w double randxy(double x,double y);//产生x,y之间的随机数
0 M/ K- H. z' j2 @8 r; M& q void statistic(CHROM pop[]);
, e* m0 k5 ^' x6 G5 |: B CHROM bestchrom[MAXBESTNUM];//最优染色体
bool begin();//主函数
* t7 w; ]  m+ L" E void generation();//一次进化
int rselect();//轮盘赌选择
  y; E5 X) E. D. @# \, ]. P2 | CHROM newpop[POPSIZE];//种群
CHROM oldpop[POPSIZE];//种群
double pmutation;//变异概率
double pcross;//交叉概率
long maxgen;//最大进化代数
* V& h: e2 P8 J  [) J2 g int iVarNo;//染色体数目
double sumfitness;
CGenetic();
9 X4 p0 j- U0 c2 ~ virtual ~CGenetic();</P>
" y" P: o" u) K1 c5 [& Q6 W<P>private:
double angle(CHROM ch1,CHROM ch2);
; R) q2 }, D8 y) o7 E" q/ b2 f bool IsNew(CHROM ch);//判断是否为符合条件的新染色体
' ~2 o/ y) n" R. n% ~ 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
/ p' Y' u& O) e9 j& X5 v% \& ?0 D double varminmax[MAXVARNO][2];
/ W( G; {* P1 R9 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
, ?6 q: n6 a! h# v, C0 I1 Y 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);
bool IsSetScope;

};</P>
* g) ?! v8 X, k& ~6 ?<P>#endif // !defined(AFX_GENETIC_H__72C36058_C073_487F_BD99_D8BD4A59EFF0__INCLUDED_)

$ }9 `1 v( G# [6 b* B) T</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！＠