[分享]遗传算法(C++)

ilikenba

<DIV class=HtmlCode>
& a- D& v. D# p: i5 j<>// Genetic.cpp: implementation of the CGenetic class.
//
//////////////////////////////////////////////////////////////////////</P>
<>#include "stdafx.h"</P>
/ f, S$ {( V0 |5 \9 }6 I5 L3 D<>#include "Genetic.h"
#include"math.h"
#ifdef _DEBUG
#undef THIS_FILE
static char THIS_FILE[]=__FILE__;
#define new DEBUG_NEW
1 u! X2 P/ U! c3 y# Q% ]6 \#endif
5 }% j6 x5 A3 P# H( `. X/////张纯禹  2001年   <a href="mailtchunyu79@hotmail.com" target="_blank" >chunyu79@hotmail.com</A>
//////////////////////////////////////////////////////////////////////
// Construction/Destruction
0 x2 f9 ~0 K$ O# B) C, m//////////////////////////////////////////////////////////////////////</P>
<>CGenetic::CGenetic()
{pmutation=0.01;//变异概率
8 n- q$ X& U+ R- F6 t4 h, s pcross=0.9;//交叉概率
. l: {2 I- H: F$ k* M: }* @$ d maxgen=5000;//最大进化代数
iVarNo=0;//染色体数目
# @1 I5 b0 W! s5 I% X' g sumfitness=0.0;
8 n6 ]3 }& @( O gen=0;
# A5 X/ I2 t, N: B6 j IsSetScope=false;//还未设定个变量范围
* |1 A' S7 G9 c IsStoped=false;
for(int i=0;i&lt;MAXBESTNUM;i++)
1 o$ s, ?0 r, P) \+ `2 U   bestchrom.fitness=0;
( U* H0 x+ t! ~ iBestNum=0;
2 o4 K& f' X  c" c& b1 f, Z( Z dblCre=0.0;
dblDifference=0.15;
best.fitness=0.0;
" i! Y3 w, P; H0 Z
& m& `  x; H4 n: U1 g0 G/ |6 F initM(MATCOM_VERSION);
}</P>
<>CGenetic::~CGenetic()
{exitM();
}</P>
<>int CGenetic::rselect()
{double rand1,partsum;
int j=0;
partsum=0;
rand1=rand()*sumfitness;
( o/ H9 z- x$ S do{
) P, k5 a$ y6 W$ x4 H# y  partsum=partsum+newpop[j].fitness;
& I4 y0 q0 S0 f- N# s; ~  j++;
" ^$ n# v) K, f: E; A; @ }while((partsum&lt;rand1)&amp;&amp;(j&ltOPSIZE));
return (j-1);
$ A# w) u. Q$ g* h! ^. j. h}</P>
<>void CGenetic::generation()
- C3 h9 H8 o2 u: P; M) o7 p, V{int i,r1,r2;
# G8 ?7 s) T! K: E  G- T 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
/ p5 `/ r" G% ]3 p. A statistic(newpop);
//从1到POPSIZE循环，根据适应度选择，进行交叉，组成oldpop
; H. M2 v2 j. s    for(i=0;i&ltOPSIZE;i+=2){
5 X5 ?% T9 J- [2 N4 D* b! x  r1=rselect();
5 c8 `2 B/ p5 G  r2=rselect();
  cross(newpop[r1],newpop[r2],i);
}</P>
% J- v' r4 n8 H0 r9 }/ P, N# s<> // oldpop,newpop进行调换
for(i=0;i&ltOPSIZE;i++){
2 i4 e2 A+ ]8 T6 g  tempChrom=newpop;
  newpop=oldpop;
* B) v7 h/ P5 `& @9 Y6 R  oldpop=tempChrom;
4 k+ A2 c2 H- x5 B# W4 u+ C }
2 D& J1 S- o7 ^5 O$ w //从1到POPSIZE循环，对newpop进行变异
    for(i=0;i&ltOPSIZE;i++)
     mutation(&amp;newpop);
}</P>
7 K: q! Y6 }/ q3 J<>bool CGenetic::begin()
{MSG msg;
mData=zeros(1,bpnet-&gt;iInput);
mResult=zeros(1,bpnet-&gt;iOutput);
( L& n" `' H# M1 C. W! qfor(int i=gen;i&lt;maxgen;i++)
{if(IsStoped)
4 ]6 i0 l2 u) g  break;
' L; W5 ~3 M2 U) y1 s% ~% p; W if(bpnet-&gt;iOutput&gt;1){
; N* y* [( C* z- `6 X9 N" L ::MessageBox(NULL,"目前只支持一个输出量!","错误",MB_OK);
return(false);
( d% \- D: N2 h, {' L8 C }
if(gen==0)
/ d# j2 K2 \2 M; c2 f" }& {% m3 u  init();//如果刚开始运算，初始化
3 C7 c4 y$ v  m5 Q' Q generation();
$ f2 b+ {. ^" j8 a/ w) r, o! t# D gen++;
; d) F# ~& l+ {: K: y0 n; H //防止假死机
:eekMessage(&amp;msg,NULL,0,0,PM_REMOVE);
" D, j8 |% N/ }) K* W" e% v :ispatchMessage(&amp;msg);
* i* H/ _6 M) d" h! u& U- ] msg.message=-1;
:ispatchMessage(&amp;msg);//这样可以消除屏闪
" A8 H; m- ?- N7 q) r5 B- c}</P>
3 Q) J  o( F! g# |7 C: r+ C0 d<>return(true);
( e( {5 Z) U8 i" _' {% j}</P>
# p3 C9 T  W( X<>
0 t" q6 o0 U; t- w) U; r6 }void CGenetic::cross(CHROM chrom1, CHROM chrom2, int iPlace)
% z. |# |  O$ O* O$ c{double c;
int i=0;
5 N- I0 d7 T) r( I//以交叉概率进行交叉，并对交叉后的新染色体进行判别
8 g' q+ ]+ }$ `/ Z) I; s; f//循环，直到产生合法的新染色体
2 R# ]: t5 b) y  Z$ Z1 f2 O+ _) i do{if(flip(pcross)){//交叉概率
c=rand();
    for(i=0;i&lt;iVarNo;i++){
, s7 u4 m: E  q7 N9 {5 V0 s  | oldpop[iPlace].chrom=c*chrom1.chrom+(1-c)*chrom2.chrom;
8 w) C9 U8 b% `2 `' G: p oldpop[iPlace+1].chrom=(1-c)*chrom1.chrom+c*chrom2.chrom;
}
}
) \* }0 `* q7 i% g1 b% T# N- F 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>
2 V, [9 h; Y) @6 @# z- O6 V- S<>}</P>
<>bool CGenetic::flip(double possibility)
- d) k9 \; x8 B1 U! j. O( U{double ppp;
ppp=rand();
if(ppp&lt;=possibility)
return (true);
" P, I: a1 Q. s: q  I4 m) \else
return (false);
5 `3 j, P- I9 f& A7 m6 q( v( z}</P>
! O. ^4 ^# E9 Y9 R0 [, q' \<>void CGenetic::mutation(CHROM *chrome)
{double m=10;
; D- J% j3 g0 g, W, L/ D; m4 [7 ~ int i=0;
CHROM temp1,temp2;
if(flip(pmutation)){ //以变异概率进行变异
2 }; L8 O6 f5 s- m' i7 Q  do{ for(i=0;i&lt;iVarNo;i++)
% x; j4 d. ?* `# i, O5 e, I" i% g     temp2.chrom=chrome-&gt;chrom;
         for(i=0;i&lt;iVarNo;i++)
. J0 }- e. B0 J5 J8 ^( x4 g  A% `    temp1.chrom=randxy(varminmax[0]-varminmax[1],varminmax[1]-varminmax[0])/10;
          for(i=0;i&lt;iVarNo;i++)
     temp2.chrom+=m*temp1.chrom;
    if(!identify(temp2))
     m=(double)m/(double)(2.0);
6 {0 i/ p( e0 {6 ~& ^% {  }while(!identify(temp2));
}
else{
; K+ T9 a; F; P9 {4 E  for(i=0;i&lt;iVarNo;i++)
9 D$ _: U4 Y- p$ _     temp2.chrom=chrome-&gt;chrom;
1 S7 T! D  H4 T) j) X; [$ S }
for(i=0;i&lt;iVarNo;i++)
$ [% j1 y( I5 U1 Z  chrome-&gt;chrom=temp2.chrom;
2 G: t/ ?; I4 `' ~9 S6 T}</P>
<>void CGenetic::statistic(CHROM pop[])
7 v# A" H, k, f! G* p3 u, I8 H+ R{int i;
sumfitness=0;
//循环，计算单个染色体的适应度,以及sumfitness
' L0 }5 v7 B! Y5 U' z: C for(i=0;i&ltOPSIZE;i++){
% k! l# s  R: D. p5 A0 \   pop.fitness=CalFitness(pop);
: d0 u! O4 }! l: v! A   sumfitness+=pop.fitness;}
//选出符合条件的染色体
, X5 q4 @( f% u' z9 t for(i=0;i&ltOPSIZE;i++){
if(pop.fitness&gt;=dblCre&amp;&amp;IsNew(pop))
- R- i) B. j7 o) t  bestchrom[iBestNum++]=pop;
; Z2 O( J# q* b8 m) F if(pop.fitness&gt;best.fitness)
  best=pop;//纪录最佳染色体
}</P>
8 A& R8 Z: R3 b6 z<>}</P>
<>void CGenetic::init()
{//对种群进行随机初始化
int i,j;
8 J2 K1 `6 B% F- m5 bsrand( (unsigned)time( NULL ) );</P>
<>if(iVarNo!=0&amp;&amp;IsSetScope)
{for(i=0;i&ltOPSIZE;i++){
for(j=0;j&lt;iVarNo;j++){//在最值间随机赋值
6 o# P3 f& U, l  I- L3 a  newpop.chrom[j]=randxy(varminmax[j][0],varminmax[j][1]);
        oldpop.chrom[j]=newpop.chrom[j];
}
}
}
else
{if(iVarNo==0)::MessageBox(NULL,"变量数不能为0!","错误...",MB_OK);
& F# q) x9 g0 Q+ o: Z  B2 g) K  else if(!IsSetScope) ::MessageBox(NULL,"还未设置变量范围","错误...",MB_OK);
$ h" k. H0 j- y: d8 c% {0 @0 ^ }
}</P>

<>double CGenetic::randxy(double x, double y)
{ return (x+(y-x)*rand());</P>
, d- n( q5 v* [- ^8 w<>}</P>
! G# J3 w; O: P<>void CGenetic::setscope(double scope[MAXVARNO][2], int iNo)
; E# Y1 m4 }; E7 q{int i;
2 I5 `. r  L+ Q/ T3 W8 yfor(i=0;i&lt;iNo;i++)
% t2 k( Q8 N6 k; P{varminmax[0]=scope[0];//最小值
. X, g! a* Y! ]7 e3 l varminmax[1]=scope[1];//最大值
}
IsSetScope=true; </P>
<>}</P>
3 @4 E9 l5 [5 u3 l. I<>double CGenetic::CalFitness(CHROM chrome)
{ double dblResult;
" h3 x0 K! ^+ p# X int i;
( N" L' J! R/ T. S- q" J, b for(i=0;i&lt;iVarNo;i++)
  mData.r(i+1)=chrome.chrom;
mResult=bpnet-&gt;simulate(mData);
* G+ X) q, U# y dblResult=mResult.r(1);
return(dblResult);
}</P>

<P>bool CGenetic::identify(CHROM chrome)
* P2 K; x& C+ [( q{int i=0;
bool IsOk=true;;
- S& c; K4 P5 j* n' I$ C for(i=0;i&lt;iVarNo;i++){
  if(chrome.chrom&gt;varminmax[1]||chrome.chrom&lt;varminmax[0])
  {IsOk=false;
3 o4 ?+ I7 s. Q1 U9 C3 m  break;}
}
return (IsOk);
}</P>

2 A+ f7 I  A% R! m" L0 Z# x7 q5 w<P>double CGenetic::difference(CHROM ch1, CHROM ch2)
{double differ,temp1=0.0,temp2=0.0,temp3=0.0,dblTemp1,dblTemp2;
# G1 J/ T' V: Y  k int i;
for(i=0;i&lt;iVarNo;i++){
- u6 D* R  u3 f& C8 I  dblTemp1=ch1.chrom/(varminmax[1]-varminmax[0]);
  dblTemp2=ch2.chrom/(varminmax[1]-varminmax[0]);
% Y4 X  r0 X! K" m# e  temp1=temp1+fabs(dblTemp1-dblTemp2)*fabs(dblTemp1-dblTemp2);
6 {! I. y. j( S& K" [& p! E, |     temp2+=dblTemp1*dblTemp1;
' K5 i" d( w9 e8 m/ l: W7 F2 h% \  temp3+=dblTemp2*dblTemp2;
}
' O" W6 O& d1 P, l  q/ I2 ? temp2=(temp2&gt;temp3)?temp2:temp3;//取较大者
differ=sqrt(temp1)/sqrt(temp2);
# i9 s# ~: u1 ]- p! ]$ F return (differ);
}</P>
<P>bool CGenetic::IsNew(CHROM ch)
{int i;
bool IsDifferent;
IsDifferent=true;
* v9 E3 |  ~+ e for(i=0;i&lt;iBestNum;i++)
4 s: _3 o) R9 i- D% @% p" [  if((difference(ch,bestchrom)&lt;dblDifference)&amp;&amp;(angle(ch,bestchrom)&lt;dblAngle))
( L1 l+ J7 r4 i- @9 Y  {IsDifferent=false;
" m: b) O; ~( z7 G+ z      break;
; Z) y. y6 B8 V1 @  }
7 ^3 s& q, o2 I/ A' dreturn (IsDifferent);</P>
% F5 y6 ?! [1 g: a<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;
int i=0;
double dblTemp1,dblTemp2;
for(i=0;i&lt;iVarNo;i++)
5 o) {9 l5 e: b$ m {dblTemp1=ch1.chrom/(varminmax[1]-varminmax[0]);
* m5 Y  i7 M4 n& o1 M$ \  dblTemp2=ch2.chrom/(varminmax[1]-varminmax[0]);
8 v0 T% T  w4 t. j  temp1+=dblTemp1*dblTemp2;
+ k" |8 I0 ?/ h0 t5 P+ H6 \  temp2+=dblTemp1*dblTemp1;
+ v: Z4 e+ F8 h# F, n* A. b9 T  temp3+=dblTemp2*dblTemp2;
}
! T4 h; v. F( U3 l& U5 s& B  \7 x temp2=sqrt(temp2);
% u9 Y( J  N6 V0 `: H7 \- q temp3=sqrt(temp3);
" Z1 I0 \$ ~$ G, D, {& e 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>
) G2 d. c1 I# b- w) ^<DIV class=HtmlCode>
<P>// Genetic.h: interface for the CGenetic class.
% p: l0 I/ o4 J# J% b/ }% w//
//////////////////////////////////////////////////////////////////////</P>
9 z1 }: \" s: S( ?6 b0 g<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
: Y1 o8 h$ ]1 c! j' M! c#pragma once
#endif // _MSC_VER &gt; 1000
2 p. I# r. ~% M#include"definition.h"
! }1 R1 S4 f& m# q1 ttypedef struct mychrom{
# x! N1 L8 \" V8 P  ]& k, Kdouble chrom[MAXVARNO];
, o& o7 B- a. J6 D/ ?( wdouble fitness;//适应度
( z$ b$ W7 c, @  [7 Y  D/ j}CHROM;
#include "BpNet.h"
////////张纯禹 2001年   <a href="mailtchunyu79@hotmail.com" target="_blank" >chunyu79@hotmail.com</A>
+ G# X  p- w; Q( P+ \' kclass CGenetic  
{
public:
bool IsStoped;
double dblAngle;
CHROM best;
& k; m  n$ _+ E) |& J* Z Mm mData,mResult;
double dblDifference;//差异〉改值的染色体视为不同
: q+ e7 U: i" S4 n9 {+ ^$ A7 v$ n double dblCre;//适应度&gt;改值的染色体符合条件
' k, d$ w7 @  w7 ^' t int iBestNum;//符合条件的染色体数目
8 l  |+ H0 ]% o' u CBpNet * bpnet;
//double (* obj_fun)();
double CalFitness(CHROM chrome);//计算适应度函数
long gen;//当前进化代数
+ R0 y4 K3 \: L void setscope(double scope[MAXVARNO][2],int iNo);//设置染色体取值范围
* F" }  a7 O8 x4 z* e5 F- t& F% x* A double randxy(double x,double y);//产生x,y之间的随机数
void statistic(CHROM pop[]);
1 k/ y. e( p* E; z- z CHROM bestchrom[MAXBESTNUM];//最优染色体
8 |2 F! M  b+ D, g# n bool begin();//主函数
void generation();//一次进化
int rselect();//轮盘赌选择
/ Q- D; _; P  V6 \8 t$ ? CHROM newpop[POPSIZE];//种群
CHROM oldpop[POPSIZE];//种群
, p4 a* }4 K6 z; {) g0 N2 @ double pmutation;//变异概率
4 f, [3 P; C/ M5 s3 z, Y double pcross;//交叉概率
long maxgen;//最大进化代数
int iVarNo;//染色体数目
' r$ X* ?! I3 ?% d; L5 [ double sumfitness;
5 t$ @; B7 T; [3 `& j5 C0 { CGenetic();
0 s9 c! A0 t8 K3 C$ r virtual ~CGenetic();</P>
' Y/ ~1 [: L8 t' j0 L<P>private:
4 ^/ J% i- [% q double angle(CHROM ch1,CHROM ch2);
( @: _; D$ i1 T. Y# E' } bool IsNew(CHROM ch);//判断是否为符合条件的新染色体
( F9 t2 Z7 W* s( D, M 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
# z( r& u/ K1 H7 s5 v 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
bool flip(double possibility);//测试
, b# U. d" [7 } //交叉操作，iPlace指明新染色体位置
void cross(CHROM chrom1,CHROM chrom2,int iPlace);
bool IsSetScope;
0 i. y" P9 O* R; I/ V* Y
+ ]# X" o0 z2 j% J& [- V};</P>
$ l' I" [' A9 T0 ?# c<P>#endif // !defined(AFX_GENETIC_H__72C36058_C073_487F_BD99_D8BD4A59EFF0__INCLUDED_)
$ j, ~. l  v4 l
</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！＠