[分享]遗传算法(C++)

ilikenba

<DIV class=HtmlCode>
6 D: y8 G) {/ h+ t! m<>// Genetic.cpp: implementation of the CGenetic class.
  p6 U" k' }! e9 C//
//////////////////////////////////////////////////////////////////////</P>
% z5 v) N# |; g6 I& Y& d<>#include "stdafx.h"</P>
, |- I2 @/ ?; W5 u6 F) B5 C<>#include "Genetic.h"
- C; q; o" C) p2 V+ o) L' ~4 z#include"math.h"
#ifdef _DEBUG
  F8 a- t% j& {: U9 q9 J+ b& J( O#undef THIS_FILE
static char THIS_FILE[]=__FILE__;
4 E0 N; h, T) Y* x& V. @#define new DEBUG_NEW
#endif
/////张纯禹  2001年   <a href="mailtchunyu79@hotmail.com" target="_blank" >chunyu79@hotmail.com</A>
//////////////////////////////////////////////////////////////////////
& f5 o7 p4 S$ M) O% Q- `7 L: d// Construction/Destruction
//////////////////////////////////////////////////////////////////////</P>
. l' e% k" U3 m' l1 z/ Q1 e<>CGenetic::CGenetic()
{pmutation=0.01;//变异概率
pcross=0.9;//交叉概率
maxgen=5000;//最大进化代数
# u. h/ K: ^( S0 m) I" Y4 |  Z iVarNo=0;//染色体数目
sumfitness=0.0;
' X( z) D/ i1 X, V% F1 { gen=0;
7 i7 y' {, g! |) Q' ]4 J1 t IsSetScope=false;//还未设定个变量范围
IsStoped=false;
' k: w- ~4 x8 S4 k: @- m+ @ for(int i=0;i&lt;MAXBESTNUM;i++)
   bestchrom.fitness=0;
3 M6 f0 `( I4 n iBestNum=0;
  t3 r8 F2 E0 }+ e9 _ dblCre=0.0;
2 {# I- p0 b0 W# {- {, q2 Y5 Y dblDifference=0.15;
best.fitness=0.0;
2 y. w+ @9 K- T5 F
5 F! o! I) L; ]# i* @ initM(MATCOM_VERSION);
}</P>
8 v: p5 r; _, Y! B# T<>CGenetic::~CGenetic()
' D+ Z8 \$ l/ n4 w: G" V5 K{exitM();
}</P>
$ T/ R! ~$ z# c<>int CGenetic::rselect()
: k, [+ q, o/ c/ M{double rand1,partsum;
int j=0;
1 P5 m6 I' f- C4 Z, s8 T8 _2 V partsum=0;
! ?& i; \: X$ l" [* }$ L; x# [ rand1=rand()*sumfitness;
& f: O3 L8 u( D, e3 x1 ^ do{
3 i$ r! m: V# t+ a7 S' l. y  partsum=partsum+newpop[j].fitness;
3 s! `8 V2 ?) A8 {6 h  j++;
. o* A7 V3 V3 g' {$ i" Q0 O3 D }while((partsum&lt;rand1)&amp;&amp;(j&ltOPSIZE));
return (j-1);
9 _# S  D8 j- d7 H4 s8 a}</P>
<>void CGenetic::generation()
1 ]2 m( S, x9 H8 t3 ^: C{int i,r1,r2;
CHROM tempChrom;
& Z! {$ G0 T0 [6 e& E, z- g //进行统计，计算newpop单个染色体的适应度，选出最优染色体
# ?. T5 L) s7 ^5 t" w$ @ statistic(newpop);
//从1到POPSIZE循环，根据适应度选择，进行交叉，组成oldpop
" J, f' }8 I4 W% n    for(i=0;i&ltOPSIZE;i+=2){
  r1=rselect();
: t4 N* h% Q, n8 w5 A  r2=rselect();
  cross(newpop[r1],newpop[r2],i);
}</P>
<> // oldpop,newpop进行调换
7 T& t) b+ S: x8 u8 w9 R/ g  h& I for(i=0;i&ltOPSIZE;i++){
  tempChrom=newpop;
  newpop=oldpop;
! Z2 O/ D! y& k9 C  oldpop=tempChrom;
}
//从1到POPSIZE循环，对newpop进行变异
    for(i=0;i&ltOPSIZE;i++)
     mutation(&amp;newpop);
3 K* D7 Q5 o  r% u( ], q}</P>
<>bool CGenetic::begin()
1 G  [+ M  h! p- p{MSG msg;
mData=zeros(1,bpnet-&gt;iInput);
mResult=zeros(1,bpnet-&gt;iOutput);
) b3 s" n8 I$ H- a( d: \for(int i=gen;i&lt;maxgen;i++)
{if(IsStoped)
0 V& K3 v; g, [+ T9 i6 w- m  break;
if(bpnet-&gt;iOutput&gt;1){
1 h1 r! t$ p( ? ::MessageBox(NULL,"目前只支持一个输出量!","错误",MB_OK);
return(false);
+ S2 o6 k. A# i0 [5 F, S3 I }
if(gen==0)
% E# o) m4 v4 Q3 M7 {  init();//如果刚开始运算，初始化
# ]* m9 Q' x2 c: |3 V! V$ o8 X  K generation();
8 q3 }  e: R% o; Q' x gen++;
6 p) I) @& k9 T9 U1 b0 l2 Z" a //防止假死机
:eekMessage(&amp;msg,NULL,0,0,PM_REMOVE);
1 F& m+ e) c: G0 ]0 l4 G+ J :ispatchMessage(&amp;msg);
) E5 ]  S! C' f. w msg.message=-1;
/ o3 z" R) G. {1 I :ispatchMessage(&amp;msg);//这样可以消除屏闪
}</P>
. F0 v6 C  z3 x: m% F<>return(true);
; `& s4 \  L1 W7 Y; \}</P>
* q+ m/ _. D% r8 Y' p3 H7 S0 V<>
void CGenetic::cross(CHROM chrom1, CHROM chrom2, int iPlace)
# z% a! K# M9 `) w" k" ?{double c;
% D+ O/ F0 z# b; @ 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
8 F* r! w. R' [' Q//循环，直到产生合法的新染色体
: T+ E& Z- l: l' B0 Y( U/ H do{if(flip(pcross)){//交叉概率
  X! h4 n# z. u2 {7 f c=rand();
7 V2 r/ V4 Z( r5 v  I  |6 o( s    for(i=0;i&lt;iVarNo;i++){
( T) t% T1 H" N! ~ oldpop[iPlace].chrom=c*chrom1.chrom+(1-c)*chrom2.chrom;
* \5 K4 M2 k3 P1 i% f oldpop[iPlace+1].chrom=(1-c)*chrom1.chrom+c*chrom2.chrom;
}
}
else//直接赋值，不再交叉
+ \" N: S; h$ }5 g5 J- M2 h {oldpop[iPlace]=chrom1;
  oldpop[iPlace+1]=chrom2;
}
! m; `) R6 z& C& ]! Z}while(!identify(oldpop[iPlace])||!identify(oldpop[iPlace+1]));</P>
<>}</P>
<>bool CGenetic::flip(double possibility)
/ Q: h. N; A! `{double ppp;
ppp=rand();
3 s' X8 W9 h4 i; h( Lif(ppp&lt;=possibility)
return (true);
0 O* B" r; D: t1 ]* K2 z, Eelse
+ I! h5 f4 }  }2 i) {( K$ L0 c2 V9 G return (false);
}</P>
& `6 c! z) T8 L! Z<>void CGenetic::mutation(CHROM *chrome)
2 C+ Y, v: X1 j1 R{double m=10;
int i=0;
( q' F  T5 v( P! z( s; ] CHROM temp1,temp2;
+ W/ Z: N& W/ R if(flip(pmutation)){ //以变异概率进行变异
  do{ for(i=0;i&lt;iVarNo;i++)
     temp2.chrom=chrome-&gt;chrom;
         for(i=0;i&lt;iVarNo;i++)
    temp1.chrom=randxy(varminmax[0]-varminmax[1],varminmax[1]-varminmax[0])/10;
2 ~4 f* d+ T. R- C, d; K! a: t          for(i=0;i&lt;iVarNo;i++)
     temp2.chrom+=m*temp1.chrom;
+ o. u) s  E# Z8 [' D+ Q4 z    if(!identify(temp2))
     m=(double)m/(double)(2.0);
  }while(!identify(temp2));
}
else{
+ P0 n% r' _. `* l- _  for(i=0;i&lt;iVarNo;i++)
; H6 I1 Y1 X' X     temp2.chrom=chrome-&gt;chrom;
7 D; R0 K- o, a; _, S }
for(i=0;i&lt;iVarNo;i++)
% q" o( e. \7 ~" z" k  chrome-&gt;chrom=temp2.chrom;
}</P>
<>void CGenetic::statistic(CHROM pop[])
- c) l5 ]* X) u5 m& }{int i;
sumfitness=0;
6 M$ {4 i, d! G+ s9 a3 c" i+ B //循环，计算单个染色体的适应度,以及sumfitness
for(i=0;i&ltOPSIZE;i++){
/ U, ~. I8 ~8 S( m5 u   pop.fitness=CalFitness(pop);
   sumfitness+=pop.fitness;}
//选出符合条件的染色体
0 {# i  J8 Y! u6 \( @: j for(i=0;i&ltOPSIZE;i++){
- i: A: O: }# W( e. j+ L+ r8 t if(pop.fitness&gt;=dblCre&amp;&amp;IsNew(pop))
  bestchrom[iBestNum++]=pop;
4 B. A6 k3 G' \  d& | if(pop.fitness&gt;best.fitness)
  best=pop;//纪录最佳染色体
}</P>
<>}</P>
<>void CGenetic::init()
) A# L! S: H( s: ~{//对种群进行随机初始化
int i,j;
srand( (unsigned)time( NULL ) );</P>
0 i) U# u5 T6 B4 X2 z2 Z) ?<>if(iVarNo!=0&amp;&amp;IsSetScope)
) }8 v: k# _; s1 B, x{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]);
        oldpop.chrom[j]=newpop.chrom[j];
}
- R( F/ R/ {# ]}
}
else
{if(iVarNo==0)::MessageBox(NULL,"变量数不能为0!","错误...",MB_OK);
1 e: I% S2 \1 d( }, W  else if(!IsSetScope) ::MessageBox(NULL,"还未设置变量范围","错误...",MB_OK);
}
& A# M% h: m& l1 T( ^}</P>
! Y; J+ K# e8 O1 A% k' ]
. M4 W  P: J3 t8 e9 a) e$ h. v. g  K<>double CGenetic::randxy(double x, double y)
( ~& H" L8 x7 \2 H6 c% n{ return (x+(y-x)*rand());</P>
- g/ e: x3 X' s- g# M/ N* ~<>}</P>
- c2 {1 i2 Z4 v) Y8 J2 ~: K<>void CGenetic::setscope(double scope[MAXVARNO][2], int iNo)
+ O$ C/ }0 @+ B* i% v) S{int i;
' J$ J+ I8 o9 z  A, Rfor(i=0;i&lt;iNo;i++)
) c: v* i1 T- M{varminmax[0]=scope[0];//最小值
varminmax[1]=scope[1];//最大值
$ r( p. M) `  p+ Y}
/ a0 ^/ n0 ?% pIsSetScope=true; </P>
( P. J, m- h9 `<>}</P>
<>double CGenetic::CalFitness(CHROM chrome)
! t- r+ T- G- ]8 e; O8 P% m" o{ double dblResult;
int i;
( I) {: u( E. \. h for(i=0;i&lt;iVarNo;i++)
2 k" j2 O1 A+ F4 |  Y0 V3 A  mData.r(i+1)=chrome.chrom;
% ^1 H% c6 x+ a8 V mResult=bpnet-&gt;simulate(mData);
dblResult=mResult.r(1);
6 L: w7 [  o* e5 ~/ K return(dblResult);
! l( R7 z/ i7 f8 _  [- p* c}</P>

* \6 m4 E$ B; s4 ~. x. z3 q, B6 V# J<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;
$ b* Z. w: ?2 q0 ~& _  ~  break;}
" Y1 [; x- W( ~1 `; J5 N8 h }
/ Y! }8 L2 l! ]' R return (IsOk);
}</P>
4 q; N8 u0 o# m% Y, [5 @
<P>double CGenetic::difference(CHROM ch1, CHROM ch2)
7 p4 C; _  I$ ?{double differ,temp1=0.0,temp2=0.0,temp3=0.0,dblTemp1,dblTemp2;
2 @- i! e* R$ T2 ] int i;
for(i=0;i&lt;iVarNo;i++){
  dblTemp1=ch1.chrom/(varminmax[1]-varminmax[0]);
  dblTemp2=ch2.chrom/(varminmax[1]-varminmax[0]);
  temp1=temp1+fabs(dblTemp1-dblTemp2)*fabs(dblTemp1-dblTemp2);
     temp2+=dblTemp1*dblTemp1;
  temp3+=dblTemp2*dblTemp2;
8 Y8 b. y( g" E5 W6 f! g }
( I% {2 f  q; |/ M) i; } temp2=(temp2&gt;temp3)?temp2:temp3;//取较大者
. w% f' j  r- Y# v differ=sqrt(temp1)/sqrt(temp2);
4 b" u) m- K5 ^, j return (differ);
}</P>
: K* E; K: X- l( E& r( |2 I<P>bool CGenetic::IsNew(CHROM ch)
{int i;
! _5 L' d1 e2 P4 D bool IsDifferent;
IsDifferent=true;
for(i=0;i&lt;iBestNum;i++)
  if((difference(ch,bestchrom)&lt;dblDifference)&amp;&amp;(angle(ch,bestchrom)&lt;dblAngle))
  {IsDifferent=false;
      break;
  }
return (IsDifferent);</P>
<P>}</P>
- i! |0 k3 y$ F- R! {" b( ?& U<P>double CGenetic::angle(CHROM ch1, CHROM ch2)
: j' m' K( n/ U  D{double pi,temp1=0.0,temp2=0.0,temp3=0.0,dblCos=0.0,angle;
3 L, C. ]5 s7 \! r2 \) c7 D5 ^ int i=0;
7 ~: J" g/ p  y double dblTemp1,dblTemp2;
for(i=0;i&lt;iVarNo;i++)
{dblTemp1=ch1.chrom/(varminmax[1]-varminmax[0]);
+ J2 V, v  y, D/ C: r; u" J$ n8 S# F  dblTemp2=ch2.chrom/(varminmax[1]-varminmax[0]);
' U1 P4 [/ z  f& o) y  temp1+=dblTemp1*dblTemp2;
  temp2+=dblTemp1*dblTemp1;
, g7 V& c" [- B  O  v* y. k  temp3+=dblTemp2*dblTemp2;
}
temp2=sqrt(temp2);
% ~7 O3 U/ _5 Q  F temp3=sqrt(temp3);
0 w$ V' x7 y5 z1 r1 s$ R; f dblCos=temp1/(temp2*temp3);
; o; K; p& X$ y5 m pi=acos(-1.0);
# [' l0 q5 Q) e angle=acos(dblCos);
; G3 ^* L5 D% L- {4 j! D angle=(angle/pi)*180.0;//转化为角度
return (angle);</P>
<P>}</P></DIV>
<DIV class=HtmlCode>
7 z9 q. I7 v9 \+ r<P>// Genetic.h: interface for the CGenetic class.
% ]! v2 Y' Y7 [! V0 V4 N# E. g* H: d- v//
0 j7 X/ {9 D* K) P, P8 R- U//////////////////////////////////////////////////////////////////////</P>
! H& C+ V6 c" T$ e. s- P; Y<P>#if !defined(AFX_GENETIC_H__72C36058_C073_487F_BD99_D8BD4A59EFF0__INCLUDED_)
* F5 z& ^5 O* p1 S+ s#define AFX_GENETIC_H__72C36058_C073_487F_BD99_D8BD4A59EFF0__INCLUDED_</P>
( ^: o: z7 S. [) T% [) d<P>#if _MSC_VER &gt; 1000
( I  E0 m4 K6 ]; j- M#pragma once
2 s  P- ~+ S; R. w3 A! o#endif // _MSC_VER &gt; 1000
- f) M6 i6 I. i# y8 w& }#include"definition.h"
9 n4 P  f6 N1 d+ |" @) utypedef struct mychrom{
double chrom[MAXVARNO];
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  
{
2 h0 A; l% l% H" d) zpublic:
4 }& z' g( U3 |% p" e4 b5 Z9 n bool IsStoped;
  A7 `' Z( M; C1 j+ q0 f2 J; P double dblAngle;
; U1 Q( o- x; l CHROM best;
Mm mData,mResult;
/ K. K7 y& u  y' v% Q2 U 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
4 E0 g- H% X! m' O& G+ ^ CBpNet * bpnet;
- ]2 F' s6 ]- z: z6 N; C& }, E0 h //double (* obj_fun)();
double CalFitness(CHROM chrome);//计算适应度函数
long gen;//当前进化代数
$ y5 s6 T! p2 }; g; q" Q void setscope(double scope[MAXVARNO][2],int iNo);//设置染色体取值范围
- f# h; g* l  |; Y1 ]& f! d double randxy(double x,double y);//产生x,y之间的随机数
; @$ {9 a* m+ h2 u: g' x void statistic(CHROM pop[]);
CHROM bestchrom[MAXBESTNUM];//最优染色体
bool begin();//主函数
( ^1 J8 x2 Z! @- C9 T( T void generation();//一次进化
int rselect();//轮盘赌选择
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
! J* Y! c/ v) ~' u9 U" ^# e int iVarNo;//染色体数目
double sumfitness;
CGenetic();
# h' i! }# [' \' D8 c5 O virtual ~CGenetic();</P>
; u9 G' X% E6 K<P>private:
double angle(CHROM ch1,CHROM ch2);
6 G. ^1 @' X8 c/ }4 j) O: t4 N bool IsNew(CHROM ch);//判断是否为符合条件的新染色体
: H0 _) R* d. F  `4 ~' ` double difference(CHROM ch1,CHROM ch2);//量个染色体之间的差异,用以区别</P>
! `5 m' R3 K4 m4 }8 i7 q<P> bool identify(CHROM chrome);//验证是否为合法的染色体
9 B# v, r# G5 ]+ V4 g! }( P; b double varminmax[MAXVARNO][2];
( |* J" ~! M( z7 L8 E; 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
1 g& K- ?; |5 E8 v bool flip(double possibility);//测试
7 L( _& o, @# `. o //交叉操作，iPlace指明新染色体位置
  C1 t0 b0 d' z8 \% Y void cross(CHROM chrom1,CHROM chrom2,int iPlace);
bool IsSetScope;
2 y& ~9 p5 L/ P: W! {/ A
2 z9 \' Y; l" ]& |* D$ y};</P>
( N7 U. L1 v$ y" U; Z* t, ?<P>#endif // !defined(AFX_GENETIC_H__72C36058_C073_487F_BD99_D8BD4A59EFF0__INCLUDED_)
  n5 r& v. A: Y+ B$ F
</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！＠