[分享]遗传算法(C++)

ilikenba

<DIV class=HtmlCode>
<>// Genetic.cpp: implementation of the CGenetic class.
//
//////////////////////////////////////////////////////////////////////</P>
% T$ S& `, U1 A# ], u<>#include "stdafx.h"</P>
) |* k0 y# O2 @; _( N<>#include "Genetic.h"
#include"math.h"
#ifdef _DEBUG
#undef THIS_FILE
static char THIS_FILE[]=__FILE__;
#define new DEBUG_NEW
#endif
, l, g: I3 g* z/////张纯禹  2001年   <a href="mailtchunyu79@hotmail.com" target="_blank" >chunyu79@hotmail.com</A>
9 w4 h# `% S; R9 o" l" W6 l% K2 N//////////////////////////////////////////////////////////////////////
// Construction/Destruction
//////////////////////////////////////////////////////////////////////</P>
<>CGenetic::CGenetic()
. O& W7 a. ~5 L1 a/ S$ q, W/ `{pmutation=0.01;//变异概率
' T6 M# G$ N4 K pcross=0.9;//交叉概率
maxgen=5000;//最大进化代数
& H. P$ O0 X4 s/ | 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;
for(int i=0;i&lt;MAXBESTNUM;i++)
   bestchrom.fitness=0;
+ `/ [. ^; W4 @2 X iBestNum=0;
dblCre=0.0;
dblDifference=0.15;
best.fitness=0.0;
! v: L* e2 Y+ U
7 T9 T' G: A8 _4 T7 `. \0 s initM(MATCOM_VERSION);
}</P>
<>CGenetic::~CGenetic()
{exitM();
, A  V" R' I7 |' ~) Q}</P>
/ w5 [! i8 Z8 R' b6 F<>int CGenetic::rselect()
8 A. l6 \- L6 @5 f3 V{double rand1,partsum;
int j=0;
% j: i2 H9 W0 ~" r6 o/ k8 M( U partsum=0;
rand1=rand()*sumfitness;
" l+ h2 W; X# W0 F" D( ` do{
+ r. p2 m  p/ H6 R" [  partsum=partsum+newpop[j].fitness;
  j++;
+ _/ p1 b! a% Q, W! e }while((partsum&lt;rand1)&amp;&amp;(j&ltOPSIZE));
  B9 E* R( Z4 H return (j-1);
3 F3 g# A  b. q}</P>
% Q1 S8 k% |1 |<>void CGenetic::generation()
- t( N- N% G; G, `; G* s, ?{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
statistic(newpop);
//从1到POPSIZE循环，根据适应度选择，进行交叉，组成oldpop
# I8 D4 I% P  W: [    for(i=0;i&ltOPSIZE;i+=2){
  r1=rselect();
  r2=rselect();
+ h/ @6 C2 S6 b0 J. I! ]  cross(newpop[r1],newpop[r2],i);
+ g9 m! [) J( Z( \' Z. I }</P>
<> // oldpop,newpop进行调换
! Z' Z# X; D3 t1 M! t, a6 t for(i=0;i&ltOPSIZE;i++){
! S8 o( o9 l4 s  z% h; w  tempChrom=newpop;
  newpop=oldpop;
  oldpop=tempChrom;
1 i8 z8 n& r  j* [* U }
//从1到POPSIZE循环，对newpop进行变异
# N3 b& a. M5 @    for(i=0;i&ltOPSIZE;i++)
, k, S; M/ ~3 [$ o     mutation(&amp;newpop);
/ D% ?: s+ e& A) [+ _}</P>
<>bool CGenetic::begin()
0 {7 m  ?7 B/ W& E* c{MSG msg;
" s  b( V' n  D4 f mData=zeros(1,bpnet-&gt;iInput);
mResult=zeros(1,bpnet-&gt;iOutput);
for(int i=gen;i&lt;maxgen;i++)
{if(IsStoped)
+ \, o) }3 h, u0 _/ C% O" F  break;
; _- K: ]0 [3 J# S if(bpnet-&gt;iOutput&gt;1){
::MessageBox(NULL,"目前只支持一个输出量!","错误",MB_OK);
: x* s& k& l; _% R5 P5 F0 Z# f return(false);
}
if(gen==0)
  n7 s% {0 q+ ?8 V  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);
:ispatchMessage(&amp;msg);
& l6 m: n0 y7 P msg.message=-1;
:ispatchMessage(&amp;msg);//这样可以消除屏闪
5 x; ?* N8 c: j, C% Y) H9 P2 P}</P>
<>return(true);
}</P>
<>
8 [  v# j' S, e/ p' G5 X/ Svoid CGenetic::cross(CHROM chrom1, CHROM chrom2, int iPlace)
+ M5 R. ^4 t+ x2 T" Q{double c;
int i=0;
% ~7 D7 G5 v  F2 E- A# a4 `4 D//以交叉概率进行交叉，并对交叉后的新染色体进行判别
) D' f* X8 p- m# `5 p1 Y+ I//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++){
: w# f) g1 I6 a: L) O oldpop[iPlace].chrom=c*chrom1.chrom+(1-c)*chrom2.chrom;
oldpop[iPlace+1].chrom=(1-c)*chrom1.chrom+c*chrom2.chrom;
* j: U- `  H$ k$ J7 a  I2 a }
}
2 H; R2 x, i8 M8 ~5 J; J else//直接赋值，不再交叉
{oldpop[iPlace]=chrom1;
  oldpop[iPlace+1]=chrom2;
}
}while(!identify(oldpop[iPlace])||!identify(oldpop[iPlace+1]));</P>
. Z1 F; X- G% K0 n* T2 a! W<>}</P>
<>bool CGenetic::flip(double possibility)
; R2 R' [* w5 Q+ l, \2 [{double ppp;
ppp=rand();
) M  e# n% @: q) `if(ppp&lt;=possibility)
return (true);
else
return (false);
}</P>
! q2 t3 Z0 c3 T7 {3 {1 c; p9 Q# u<>void CGenetic::mutation(CHROM *chrome)
! Q! v" C+ }+ e8 A; e% v{double m=10;
int i=0;
CHROM temp1,temp2;
+ q8 S! m- {8 ^% b5 z7 e/ h! [ if(flip(pmutation)){ //以变异概率进行变异
9 i( @7 U. `; V1 ^! N6 b1 A  do{ for(i=0;i&lt;iVarNo;i++)
  G# f1 r/ x% n( S9 @6 o* g     temp2.chrom=chrome-&gt;chrom;
         for(i=0;i&lt;iVarNo;i++)
% ~8 [0 {* C7 r% O$ e' P7 P    temp1.chrom=randxy(varminmax[0]-varminmax[1],varminmax[1]-varminmax[0])/10;
          for(i=0;i&lt;iVarNo;i++)
3 y" u! a  O8 W7 }     temp2.chrom+=m*temp1.chrom;
    if(!identify(temp2))
" {8 ?( g, g  {  j; H+ j4 Y0 _& R) [% ^     m=(double)m/(double)(2.0);
  }while(!identify(temp2));
# q) ^8 q$ v3 W }
; p2 O$ \' U$ Y else{
  for(i=0;i&lt;iVarNo;i++)
     temp2.chrom=chrome-&gt;chrom;
}
. i" F% K' `& k" u for(i=0;i&lt;iVarNo;i++)
  chrome-&gt;chrom=temp2.chrom;
}</P>
( s( D* t* R0 C' K<>void CGenetic::statistic(CHROM pop[])
{int i;
sumfitness=0;
! U" D- N5 D5 b" i% ?0 T //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;}
+ Y* H3 T8 ~) G+ f% S: Q& u" H //选出符合条件的染色体
for(i=0;i&ltOPSIZE;i++){
/ A/ Q. v6 ?4 ~& ] if(pop.fitness&gt;=dblCre&amp;&amp;IsNew(pop))
  bestchrom[iBestNum++]=pop;
if(pop.fitness&gt;best.fitness)
) U7 s4 S  I' P7 {8 z  best=pop;//纪录最佳染色体
5 f, H- G9 {& m! s5 w+ D: N}</P>
# @% a, ~8 y- Q2 y3 }<>}</P>
+ b& U# u6 _& w, W, N0 W; G<>void CGenetic::init()
+ p% e) U) h! M{//对种群进行随机初始化
5 i$ e3 H6 F$ Eint i,j;
srand( (unsigned)time( NULL ) );</P>
6 }2 O* }8 K) b# _! c, A/ p<>if(iVarNo!=0&amp;&amp;IsSetScope)
- O2 H7 S+ K5 h8 I- ^. K{for(i=0;i&ltOPSIZE;i++){
for(j=0;j&lt;iVarNo;j++){//在最值间随机赋值
7 |3 k: F$ G$ g. S% Y* ~7 l0 N  newpop.chrom[j]=randxy(varminmax[j][0],varminmax[j][1]);
0 J# A& V0 Y5 b' I9 h* c- O        oldpop.chrom[j]=newpop.chrom[j];
}
}
* }" E- S$ K/ }; L1 N+ d: |7 b}
4 W$ o, y5 P& y/ F else
{if(iVarNo==0)::MessageBox(NULL,"变量数不能为0!","错误...",MB_OK);
7 r6 b! X$ g& H# U( D. x( Y  else if(!IsSetScope) ::MessageBox(NULL,"还未设置变量范围","错误...",MB_OK);
2 Q% I9 Q2 F' U }
, m% _' ?# A+ \: B1 A$ v+ d1 T3 C0 m}</P>

- W- l  z' K- l<>double CGenetic::randxy(double x, double y)
5 n5 i$ j4 Y% E( R% K! y7 g3 N{ return (x+(y-x)*rand());</P>
0 O8 _6 J& z! S/ z4 x<>}</P>
<>void CGenetic::setscope(double scope[MAXVARNO][2], int iNo)
- n* ~7 U& i! P& s% g- |{int i;
for(i=0;i&lt;iNo;i++)
{varminmax[0]=scope[0];//最小值
. L6 m4 d  }) T- B, s2 b$ V. q varminmax[1]=scope[1];//最大值
}
IsSetScope=true; </P>
<>}</P>
7 b* T& t- D( v<>double CGenetic::CalFitness(CHROM chrome)
{ double dblResult;
int i;
" j& X$ O7 w$ `2 f for(i=0;i&lt;iVarNo;i++)
- f2 A, d7 E% m- S# a; S" s) v, h  mData.r(i+1)=chrome.chrom;
% a1 V4 ]" S, G mResult=bpnet-&gt;simulate(mData);
dblResult=mResult.r(1);
$ T* h9 Z% M) T3 e return(dblResult);
}</P>

/ J3 f+ g+ V7 G7 l3 |$ R4 y* {<P>bool CGenetic::identify(CHROM chrome)
{int i=0;
bool IsOk=true;;
) d. D! p- P0 [ for(i=0;i&lt;iVarNo;i++){
$ s3 y6 M3 a2 _" d' D  _$ ~  if(chrome.chrom&gt;varminmax[1]||chrome.chrom&lt;varminmax[0])
  {IsOk=false;
  break;}
}
return (IsOk);
}</P>

& U9 [2 |2 }8 b- `2 E& f" @9 G<P>double CGenetic::difference(CHROM ch1, CHROM ch2)
  Z( M+ w% a+ A6 S5 ?{double differ,temp1=0.0,temp2=0.0,temp3=0.0,dblTemp1,dblTemp2;
7 I0 Y* G4 x" k$ f int i;
9 i! ?9 j! m5 C' V( [" Z5 D for(i=0;i&lt;iVarNo;i++){
  dblTemp1=ch1.chrom/(varminmax[1]-varminmax[0]);
# N( O  m4 ]2 p5 Q: E  dblTemp2=ch2.chrom/(varminmax[1]-varminmax[0]);
  temp1=temp1+fabs(dblTemp1-dblTemp2)*fabs(dblTemp1-dblTemp2);
     temp2+=dblTemp1*dblTemp1;
+ @" R9 k3 o( l# t9 Q! q. t6 L  temp3+=dblTemp2*dblTemp2;
}
$ M6 p, M2 V* a! ], b temp2=(temp2&gt;temp3)?temp2:temp3;//取较大者
8 {/ z9 f# H( ? differ=sqrt(temp1)/sqrt(temp2);
4 o8 r3 K% D$ w# X. E return (differ);
}</P>
! M; x$ _) }' j<P>bool CGenetic::IsNew(CHROM ch)
{int i;
- d3 Y& N2 e9 D3 I5 V bool IsDifferent;
7 s4 c8 c% i7 }. ] IsDifferent=true;
for(i=0;i&lt;iBestNum;i++)
* ^- W' y$ D3 ]  if((difference(ch,bestchrom)&lt;dblDifference)&amp;&amp;(angle(ch,bestchrom)&lt;dblAngle))
) b  F; s( S  J  {IsDifferent=false;
% C- j% T+ ^# H" j      break;
" ?1 i) d& v# c' S  t" J  }
return (IsDifferent);</P>
<P>}</P>
( M6 F3 h! `9 r- y6 r6 t1 j<P>double CGenetic::angle(CHROM ch1, CHROM ch2)
, _; S8 Y# V- ~4 i% C3 u7 C3 q% a{double pi,temp1=0.0,temp2=0.0,temp3=0.0,dblCos=0.0,angle;
" G% a: X6 S0 W* E6 K8 v int i=0;
double dblTemp1,dblTemp2;
- u( ~7 |: v/ \- w" `4 Z- m for(i=0;i&lt;iVarNo;i++)
{dblTemp1=ch1.chrom/(varminmax[1]-varminmax[0]);
3 o* F2 o4 c  i  dblTemp2=ch2.chrom/(varminmax[1]-varminmax[0]);
  temp1+=dblTemp1*dblTemp2;
6 F2 B* a- S! S' k' B  temp2+=dblTemp1*dblTemp1;
  temp3+=dblTemp2*dblTemp2;
& ?8 M2 y$ Z+ D2 n1 l' ]$ Q7 d# R }
: q3 q! x* U1 L temp2=sqrt(temp2);
temp3=sqrt(temp3);
% \7 r/ o3 K: n- `/ t! m; } dblCos=temp1/(temp2*temp3);
pi=acos(-1.0);
angle=acos(dblCos);
3 ^* Z) ?# K* \9 V3 \ angle=(angle/pi)*180.0;//转化为角度
8 g% v6 P5 |& M return (angle);</P>
( F2 V6 `1 ^- n<P>}</P></DIV>
, x, n2 W( U- w$ V<DIV class=HtmlCode>
<P>// Genetic.h: interface for the CGenetic class.
* i8 k* o, I6 q% g# c//
& h" r8 ]5 ?- J# R//////////////////////////////////////////////////////////////////////</P>
<P>#if !defined(AFX_GENETIC_H__72C36058_C073_487F_BD99_D8BD4A59EFF0__INCLUDED_)
#define AFX_GENETIC_H__72C36058_C073_487F_BD99_D8BD4A59EFF0__INCLUDED_</P>
/ k3 @. a5 T% Y$ l<P>#if _MSC_VER &gt; 1000
#pragma once
* I6 X# R2 m. j8 ^* [& m#endif // _MSC_VER &gt; 1000
#include"definition.h"
6 X! G: ?( @9 n6 e3 V! a- Ptypedef struct mychrom{
& t9 h: O9 ^% u' Gdouble chrom[MAXVARNO];
7 v7 O5 C# L" `$ Ldouble fitness;//适应度
* s  {$ E1 V* ^5 P8 G, B}CHROM;
#include "BpNet.h"
' E: ]. Z/ d$ f* K2 {8 i; V////////张纯禹 2001年   <a href="mailtchunyu79@hotmail.com" target="_blank" >chunyu79@hotmail.com</A>
class CGenetic  
{
2 Q$ `9 Q1 N. ~$ y& e- b  `public:
bool IsStoped;
, w  W4 T) |; ~  G7 i, ^) U double dblAngle;
& k& @: H! w2 F1 T2 a5 [ CHROM best;
2 {) A/ N. ^* ` Mm mData,mResult;
. A9 ]" K9 w2 O0 q9 Z; @: s 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
int iBestNum;//符合条件的染色体数目
CBpNet * bpnet;
9 b+ _# P1 I9 U8 z7 L5 T //double (* obj_fun)();
double CalFitness(CHROM chrome);//计算适应度函数
long gen;//当前进化代数
/ Z- p1 F  [9 F! d void setscope(double scope[MAXVARNO][2],int iNo);//设置染色体取值范围
# y9 m3 C! ]& v# y( a double randxy(double x,double y);//产生x,y之间的随机数
void statistic(CHROM pop[]);
! Q2 Q9 I( ]7 c- L2 B) H1 v) A1 g) ? CHROM bestchrom[MAXBESTNUM];//最优染色体
bool begin();//主函数
2 F" k* c6 n- S2 d" j void generation();//一次进化
int rselect();//轮盘赌选择
. R4 t; k: q" {$ O5 z CHROM newpop[POPSIZE];//种群
0 z9 S* t' g" X0 P  e5 I- f; { CHROM oldpop[POPSIZE];//种群
' ^2 v8 o2 L  R3 r 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();
virtual ~CGenetic();</P>
2 z/ B& W* |4 T/ [5 i. G6 y$ s  R<P>private:
+ B9 D, ]/ j( y! r$ z7 q  S* [ double angle(CHROM ch1,CHROM ch2);
3 U( J) g; s, f3 S$ R bool IsNew(CHROM ch);//判断是否为符合条件的新染色体
( x4 @: ]+ t6 U2 a/ Y 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
void mutation(CHROM *chrome);//对新染色体进行变异
: r; q  K0 L, o3 k2 J5 H bool flip(double possibility);//测试
# J$ E3 g' Z- r //交叉操作，iPlace指明新染色体位置
void cross(CHROM chrom1,CHROM chrom2,int iPlace);
bool IsSetScope;

: u; S; A5 H7 n5 G1 j};</P>
  i$ f9 h, |$ f/ y8 L- {. g/ T% @<P>#endif // !defined(AFX_GENETIC_H__72C36058_C073_487F_BD99_D8BD4A59EFF0__INCLUDED_)

  d( c9 Z+ [+ h. z+ {- K</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！＠