[分享]遗传算法(C++)

ilikenba

<DIV class=HtmlCode>
<>// Genetic.cpp: implementation of the CGenetic class.
; F0 M0 l9 S6 z3 o8 S$ l6 u" u3 E2 W( E//
//////////////////////////////////////////////////////////////////////</P>
<>#include "stdafx.h"</P>
9 U+ I7 t+ n2 V" a6 U/ _<>#include "Genetic.h"
5 \3 w! n2 W# t0 v* O# m#include"math.h"
#ifdef _DEBUG
& I7 D9 w8 s9 n! Q) W) {#undef THIS_FILE
static char THIS_FILE[]=__FILE__;
& O# b% D& v$ O% s#define new DEBUG_NEW
#endif
, v3 [3 c8 ^$ a% A: N9 ?& U/////张纯禹  2001年   <a href="mailtchunyu79@hotmail.com" target="_blank" >chunyu79@hotmail.com</A>
% v# S) X* F0 G4 o! _! b3 K//////////////////////////////////////////////////////////////////////
// Construction/Destruction
. M- I1 u- C9 y( D8 r6 m//////////////////////////////////////////////////////////////////////</P>
  }$ _5 f& }+ O* n<>CGenetic::CGenetic()
" m) b# w! M" Z/ R* v6 ]. x, L{pmutation=0.01;//变异概率
9 Y/ f6 J6 o( T pcross=0.9;//交叉概率
& Z4 H8 i, p0 J- G% p, s maxgen=5000;//最大进化代数
iVarNo=0;//染色体数目
sumfitness=0.0;
- A  S2 l/ ]8 q  t' e4 v  e% w gen=0;
IsSetScope=false;//还未设定个变量范围
IsStoped=false;
, W. R# R+ A+ f& D  k, {, u for(int i=0;i&lt;MAXBESTNUM;i++)
- E) h* g# L  x1 {2 b2 L4 u   bestchrom.fitness=0;
- h% w9 f' E/ d/ T iBestNum=0;
! H8 }. K* [7 _0 V dblCre=0.0;
" T  Y, `& _1 j9 z$ l4 |8 H. M dblDifference=0.15;
best.fitness=0.0;
/ X% s2 N5 g: `( ]. P4 j2 I# a) |3 w4 \
initM(MATCOM_VERSION);
6 ~# M1 }) _6 W/ z/ h6 u' e }</P>
. b: R1 X& r) U. G<>CGenetic::~CGenetic()
  ~8 j% H: N7 S( k, I  o{exitM();
; N! X5 g& [7 G/ V* O; c}</P>
' o' d" w  z4 P  ~# w2 Y<>int CGenetic::rselect()
: T) H+ C8 I8 t: ~6 X9 [$ k{double rand1,partsum;
/ o3 L8 B: r+ O" m" C1 s1 k int j=0;
partsum=0;
$ q0 T; K) ]4 O rand1=rand()*sumfitness;
; K, A6 W% k  m& v- D do{
  partsum=partsum+newpop[j].fitness;
, l3 {4 j3 {5 G8 R- l  j++;
}while((partsum&lt;rand1)&amp;&amp;(j&ltOPSIZE));
return (j-1);
}</P>
<>void CGenetic::generation()
& L! q9 c% S. k* w8 B8 t{int i,r1,r2;
CHROM tempChrom;
5 z. w& l  u' S7 r2 Q //进行统计，计算newpop单个染色体的适应度，选出最优染色体
% {7 d, E' e) W& S statistic(newpop);
7 U$ o  x7 F" ]( @8 ` //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();
' K4 g4 V0 e9 \4 g+ v  cross(newpop[r1],newpop[r2],i);
}</P>
<> // oldpop,newpop进行调换
# r7 p, f4 L+ _" _ for(i=0;i&ltOPSIZE;i++){
0 L7 s+ ~5 y5 S2 N  tempChrom=newpop;
$ R. H4 t( i$ `8 u; m( \  newpop=oldpop;
% l' Q' T. V, h+ G& ^  oldpop=tempChrom;
! c* f5 M: t8 z% A; k9 O! p& A! A }
7 W, ^% ?+ t3 e0 W- H$ h //从1到POPSIZE循环，对newpop进行变异
1 B3 k3 V7 B" [1 E7 R    for(i=0;i&ltOPSIZE;i++)
     mutation(&amp;newpop);
}</P>
<>bool CGenetic::begin()
' [" y+ L6 r  o# R& r) E! L6 _  M{MSG msg;
8 d' h. o7 c9 R( i7 t mData=zeros(1,bpnet-&gt;iInput);
mResult=zeros(1,bpnet-&gt;iOutput);
for(int i=gen;i&lt;maxgen;i++)
{if(IsStoped)
  break;
* p! T( f) n  `6 M5 s* g. u if(bpnet-&gt;iOutput&gt;1){
::MessageBox(NULL,"目前只支持一个输出量!","错误",MB_OK);
return(false);
}
if(gen==0)
* L" A/ e" j2 i  r  init();//如果刚开始运算，初始化
4 W5 N% ~3 m. t! i  ` generation();
" `% R% F0 }3 {. @1 r  k6 Z8 v9 H gen++;
6 y3 f9 h5 _$ C8 B$ j0 U% L //防止假死机
:eekMessage(&amp;msg,NULL,0,0,PM_REMOVE);
:ispatchMessage(&amp;msg);
$ n5 c' \; m5 l# M/ f; ]7 A: [/ a/ k msg.message=-1;
9 U+ ~. H$ y% u3 H) i :ispatchMessage(&amp;msg);//这样可以消除屏闪
3 Y! t8 ?/ d/ ?$ t) x- l2 C}</P>
<>return(true);
}</P>
1 A! u1 _! I4 n1 [" @( M- g$ r<>
void CGenetic::cross(CHROM chrom1, CHROM chrom2, int iPlace)
{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
//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;
# q+ @/ n/ J4 U& Q" ^: W oldpop[iPlace+1].chrom=(1-c)*chrom1.chrom+c*chrom2.chrom;
}
2 D( m/ }& b6 | }
else//直接赋值，不再交叉
{oldpop[iPlace]=chrom1;
  oldpop[iPlace+1]=chrom2;
: @. H; y# o  m0 t0 w4 m, l' N }
}while(!identify(oldpop[iPlace])||!identify(oldpop[iPlace+1]));</P>
+ P  y' ~! m5 t7 V! A0 W0 l" ?<>}</P>
<>bool CGenetic::flip(double possibility)
& H1 f, R) g; K1 S3 i2 k{double ppp;
ppp=rand();
+ X: F8 N; k/ E1 L1 mif(ppp&lt;=possibility)
return (true);
) Z4 D: v) a. i  Melse
5 c2 Y5 q; h  @4 G return (false);
' D: k. z4 w: K2 ]& e4 o9 q: C}</P>
<>void CGenetic::mutation(CHROM *chrome)
{double m=10;
1 z6 A6 L' u: M8 O+ y int i=0;
CHROM temp1,temp2;
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;
          for(i=0;i&lt;iVarNo;i++)
     temp2.chrom+=m*temp1.chrom;
) F7 F0 G1 {7 X% h5 T1 Y; v    if(!identify(temp2))
1 m. g1 a% d. r% P! W" N4 C     m=(double)m/(double)(2.0);
  }while(!identify(temp2));
- }1 ?# Q' b( @0 G: q }
2 G& f7 r% L; Z" g; T% s else{
  for(i=0;i&lt;iVarNo;i++)
     temp2.chrom=chrome-&gt;chrom;
}
! e7 Z& A5 c- c, a' k for(i=0;i&lt;iVarNo;i++)
  chrome-&gt;chrom=temp2.chrom;
" D2 O' b2 l. ?. S}</P>
<>void CGenetic::statistic(CHROM pop[])
{int i;
sumfitness=0;
//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);
9 f1 M( C4 f8 R% l" [   sumfitness+=pop.fitness;}
//选出符合条件的染色体
, U) r* J' v/ C; f6 g for(i=0;i&ltOPSIZE;i++){
. e% c" g* t% N* @+ u if(pop.fitness&gt;=dblCre&amp;&amp;IsNew(pop))
( n) p5 P- u% T9 V( |* u  bestchrom[iBestNum++]=pop;
if(pop.fitness&gt;best.fitness)
  best=pop;//纪录最佳染色体
}</P>
# i1 J4 F" ]* p( K0 x5 Y<>}</P>
# h- _+ s3 |* y4 g. \8 p8 o<>void CGenetic::init()
" K* B9 O( x1 A  A: r( o{//对种群进行随机初始化
8 ]( z, i0 T: g; aint i,j;
1 X4 F0 m4 ]' X/ t5 |srand( (unsigned)time( NULL ) );</P>
<>if(iVarNo!=0&amp;&amp;IsSetScope)
{for(i=0;i&ltOPSIZE;i++){
" i- L# x) s5 @" [0 s3 m- q5 ? 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];
}
% v6 g) P% X( l. a7 e! Z& \4 `, R}
8 G# Z2 E2 Q( l6 I; S}
else
{if(iVarNo==0)::MessageBox(NULL,"变量数不能为0!","错误...",MB_OK);
6 Q# I( }; x' l8 ^6 K9 N  else if(!IsSetScope) ::MessageBox(NULL,"还未设置变量范围","错误...",MB_OK);
}
3 I, O. Z4 N* V8 ~' o9 X( _0 F}</P>
* Y  l, B- Z* }" F% {4 U2 o
7 w# D3 F: T) E3 b) V<>double CGenetic::randxy(double x, double y)
{ return (x+(y-x)*rand());</P>
<>}</P>
<>void CGenetic::setscope(double scope[MAXVARNO][2], int iNo)
{int i;
  h  s% v9 N2 \0 m& X4 E# E( lfor(i=0;i&lt;iNo;i++)
{varminmax[0]=scope[0];//最小值
9 w8 S; F4 z+ K6 `* O0 Q, y varminmax[1]=scope[1];//最大值
# e7 e! Y) X4 L; i}
; u: M1 J7 X- C0 tIsSetScope=true; </P>
<>}</P>
5 d3 u$ L% [6 i$ _9 x! E6 D<>double CGenetic::CalFitness(CHROM chrome)
5 C2 U9 i4 j3 K$ A{ double dblResult;
2 X, o: D  u7 K" i! ~" R int i;
for(i=0;i&lt;iVarNo;i++)
  mData.r(i+1)=chrome.chrom;
mResult=bpnet-&gt;simulate(mData);
dblResult=mResult.r(1);
return(dblResult);
}</P>
  G2 R5 i) ?( w. l; X2 O
<P>bool CGenetic::identify(CHROM chrome)
{int i=0;
8 _" h8 {, N8 ?2 x/ ^9 o bool IsOk=true;;
for(i=0;i&lt;iVarNo;i++){
  if(chrome.chrom&gt;varminmax[1]||chrome.chrom&lt;varminmax[0])
  {IsOk=false;
4 W% s4 w" _- k# p% H' }  break;}
* d* D2 t( S! I  r2 y }
return (IsOk);
}</P>

<P>double CGenetic::difference(CHROM ch1, CHROM ch2)
{double differ,temp1=0.0,temp2=0.0,temp3=0.0,dblTemp1,dblTemp2;
int i;
+ H) ~3 k: |- }: N  L3 c9 N7 f% f for(i=0;i&lt;iVarNo;i++){
: g$ S7 N' y# y% s  dblTemp1=ch1.chrom/(varminmax[1]-varminmax[0]);
( h1 I4 F# X$ J  dblTemp2=ch2.chrom/(varminmax[1]-varminmax[0]);
8 W- r& g- x+ I$ h5 m1 K  temp1=temp1+fabs(dblTemp1-dblTemp2)*fabs(dblTemp1-dblTemp2);
     temp2+=dblTemp1*dblTemp1;
5 ~+ A6 G7 X! C' w  temp3+=dblTemp2*dblTemp2;
}
3 n5 Y/ z; {1 f8 p* \/ s temp2=(temp2&gt;temp3)?temp2:temp3;//取较大者
differ=sqrt(temp1)/sqrt(temp2);
return (differ);
9 L) b8 d1 M: E5 }6 T3 S}</P>
<P>bool CGenetic::IsNew(CHROM ch)
9 q% K! O' K3 N' w. R) S{int i;
  X8 x; Z7 L" N1 |" s  j bool IsDifferent;
IsDifferent=true;
for(i=0;i&lt;iBestNum;i++)
  if((difference(ch,bestchrom)&lt;dblDifference)&amp;&amp;(angle(ch,bestchrom)&lt;dblAngle))
4 H; O2 C0 x; O# ~! S) f" @4 q  {IsDifferent=false;
      break;
& f% j1 `: m& B8 Y  }
return (IsDifferent);</P>
<P>}</P>
<P>double CGenetic::angle(CHROM ch1, CHROM ch2)
/ k/ [# Z* f: m2 |+ N1 ^{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++)
{dblTemp1=ch1.chrom/(varminmax[1]-varminmax[0]);
  dblTemp2=ch2.chrom/(varminmax[1]-varminmax[0]);
  temp1+=dblTemp1*dblTemp2;
  temp2+=dblTemp1*dblTemp1;
  temp3+=dblTemp2*dblTemp2;
6 Q4 }0 [4 H9 d+ }2 r }
4 I7 M0 b+ x: h temp2=sqrt(temp2);
# n* ~% L9 t6 h( c' Y7 i" z' b1 @ temp3=sqrt(temp3);
dblCos=temp1/(temp2*temp3);
/ F: V; x. x) S5 p* L7 n* a pi=acos(-1.0);
4 Z+ `7 n- `$ k7 K0 u angle=acos(dblCos);
angle=(angle/pi)*180.0;//转化为角度
return (angle);</P>
. \" G1 w7 l3 D  I  u' B  f" |<P>}</P></DIV>
<DIV class=HtmlCode>
<P>// Genetic.h: interface for the CGenetic class.
0 y( i8 i4 k4 B//
/ N; R$ _+ g" u3 Y: \' m//////////////////////////////////////////////////////////////////////</P>
9 }3 @/ m; ~0 H' P; q<P>#if !defined(AFX_GENETIC_H__72C36058_C073_487F_BD99_D8BD4A59EFF0__INCLUDED_)
+ ]) x$ i8 k9 A. @1 p* z. ~4 h1 h#define AFX_GENETIC_H__72C36058_C073_487F_BD99_D8BD4A59EFF0__INCLUDED_</P>
<P>#if _MSC_VER &gt; 1000
7 {3 r" a6 t' v1 Y#pragma once
#endif // _MSC_VER &gt; 1000
; [5 F4 A! S# h' L% E8 H#include"definition.h"
typedef struct mychrom{
double chrom[MAXVARNO];
3 v9 O* {4 Y* j' k9 [7 V) Mdouble fitness;//适应度
. I" q5 m& |' L; ^7 ]9 p}CHROM;
: B! \, {- R8 N! z#include "BpNet.h"
////////张纯禹 2001年   <a href="mailtchunyu79@hotmail.com" target="_blank" >chunyu79@hotmail.com</A>
1 l, o- u" T0 u' i) z, mclass CGenetic  
{
$ X2 [) D, k3 a6 cpublic:
" W0 W, S) |" M& D, [6 S bool IsStoped;
double dblAngle;
. h5 |0 w" @1 R CHROM best;
0 e( S# w1 V' j& n$ v Mm mData,mResult;
! b' A; s1 {. D+ n. z/ A double dblDifference;//差异〉改值的染色体视为不同
+ @0 c6 B, |( [. P" \) k) y double dblCre;//适应度&gt;改值的染色体符合条件
  w" a; n+ e6 }; a5 S int iBestNum;//符合条件的染色体数目
CBpNet * bpnet;
//double (* obj_fun)();
+ |7 y8 r) W6 D4 E9 P double CalFitness(CHROM chrome);//计算适应度函数
long gen;//当前进化代数
void setscope(double scope[MAXVARNO][2],int iNo);//设置染色体取值范围
double randxy(double x,double y);//产生x,y之间的随机数
& ^! S* d  K  j% ~3 y2 J1 W- @$ ~5 O void statistic(CHROM pop[]);
CHROM bestchrom[MAXBESTNUM];//最优染色体
& Z5 S' f3 ^" k bool begin();//主函数
void generation();//一次进化
6 a% K# m! J' [. S2 {; R, C6 ? int rselect();//轮盘赌选择
2 l, c% s1 y; t# c7 m0 Y CHROM newpop[POPSIZE];//种群
CHROM oldpop[POPSIZE];//种群
double pmutation;//变异概率
" j+ [6 i6 R- E double pcross;//交叉概率
8 R5 m* q0 M" h/ i0 z! x long maxgen;//最大进化代数
int iVarNo;//染色体数目
double sumfitness;
CGenetic();
8 p4 y0 G( [1 m6 e virtual ~CGenetic();</P>
<P>private:
1 b6 Z  n5 K2 k) | double angle(CHROM ch1,CHROM ch2);
" D7 |" n4 {/ g5 D+ K bool IsNew(CHROM ch);//判断是否为符合条件的新染色体
double difference(CHROM ch1,CHROM ch2);//量个染色体之间的差异,用以区别</P>
! R. A* y) f) z: Q7 Y/ ^<P> bool identify(CHROM chrome);//验证是否为合法的染色体
' a3 g& i' G, q" d1 O3 T$ P 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
: V# r& l1 F* B# I# f9 A8 g' p bool flip(double possibility);//测试
//交叉操作，iPlace指明新染色体位置
7 z7 D& m0 U4 G5 o void cross(CHROM chrom1,CHROM chrom2,int iPlace);
+ F* E1 E- U+ c: P% R bool IsSetScope;
- [4 Z* I' M- z6 \0 A
* c' x' a0 b5 A1 \8 V5 W};</P>
5 M8 {* U& \9 u) ~1 {) H0 R/ X# F1 H<P>#endif // !defined(AFX_GENETIC_H__72C36058_C073_487F_BD99_D8BD4A59EFF0__INCLUDED_)

) ]+ y, Z( E0 ]) d</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！＠