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[问题求助] 遗传算法

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    发表于 2020-5-31 11:21 |只看该作者 |倒序浏览
    |招呼Ta 关注Ta |邮箱已经成功绑定
    关于遗传算法的人员安排问题,NP问题,
    & E/ y7 l5 L( K2 p6 f1 F/ i) P3 C7 @
    zan
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    群组Matlab讨论组

    群组2013认证赛A题讨论群组

    群组2013认证赛C题讨论群组

    问题:
    / o/ N1 Z4 K: Y+ x' W某公司指派n个员工到n个城市工作(每个城市单独一人),希望使所花费的总电话费用尽可能少。n个员工两两之间每个月通话的时间表示在下面的矩阵的上三角部分(因为通话的时间矩阵是对称的,没有必要写出下三角部分),n个城市两两之间通话费率表示在下面的矩阵的下三角部分(同样道理,因为通话的费率矩阵是对称的,没有必要写出上三角部分). 试求解该二次指派问题。
    " y1 O8 \( i5 k4 _# P* B+ t0 5 3 7 9 3 9 2 9 0;
    2 D% @) P* P  @) ?/ L0 Q7 0 7 8 3 2 3 3 5 7;$ Q' b. p1 Z* l8 ~
    4 8 0 9 3 5 3 3 9 3;; [( W+ ]( q# s# Q6 M3 |' J& k# K
    6 2 10 0 8 4 1 8 0 4;
    & v& t  s6 r) }+ O" j8 6 4 6 0 8 8 7 5 9;
    - b6 l5 Q! [8 d6 P5 `9 y4 j* `6 Z& I8 5 4 6 6 0 4 8 0 3;
    . S$ ~8 V6 G/ r; c8 6 7 9 4 3 0 7 9 5;8 [# H7 D0 n5 |) d
    6 8 2 3 8 8 6 0 5 5;! y" T: G! Z. N6 L- h
    6 3 6 2 8 3 7 8 0 5;+ d7 N+ g- I+ s7 G
    5 6 7 6 6 2 8 8 9 0;+ h5 Z8 b- L8 J

    : M3 H- n% K0 g" g4 p& V9 a" W答案 :) p3 f9 C9 X7 [' j
    工人2指派给城市1,工人7指派给城市2,工人4指派给城市3,工人9指派给城市4,工人8指派给城市5,工人5指派给城市6,工人6指派给城市7,工人3指派给城市8,工人1指派给城市9,工人10指派给城市10时,可取得最小费用每月1142.00元。
    ! J; u1 d- ?( s: O( s3 hmatlab源程序:
    % r7 W0 M" O2 B& m# O%遗传算法
    4 c8 r! Y( k% l%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%$ M: t) {) `) U& Z
    M=[0 5 3 7 9 3 9 2 9 0;3 t7 ~4 n9 G4 ^1 ]# l) z' t
        7 0 7 8 3 2 3 3 5 7;
    : P8 s* F1 {; G9 Z* M5 j% U( E; C/ {    4 8 0 9 3 5 3 3 9 3;$ w+ l) Q( U3 l. M( p8 v+ K. N
        6 2 10 0 8 4 1 8 0 4;' w/ Z5 ^4 Y( u( ^0 @. d
        8 6 4 6 0 8 8 7 5 9;
    7 _5 N* G1 C, o    8 5 4 6 6 0 4 8 0 3;6 g1 o' a* F- r3 v4 v+ Q6 r
        8 6 7 9 4 3 0 7 9 5;
    $ q+ V9 d5 m/ p. h( Q: u    6 8 2 3 8 8 6 0 5 5;
    8 k% I/ N9 I& R3 t) ~2 V8 \* _+ C    6 3 6 2 8 3 7 8 0 5;/ l2 A( f% A, L, F
        5 6 7 6 6 2 8 8 9 0;];' m1 K# v9 g5 c3 ]
    M1=M;                   %员工间每月通话时间矩阵# ]9 K0 y1 D4 \, z, k+ ?
    for i=1:10
    3 E3 c0 J7 Z5 Q% h" M: T5 p: ^8 X    for j=i+1:10
    % b0 q9 l+ x- _, \2 H* i6 X5 d        M1(j,i)=M(i,j);
    , b, }! |2 Q- d. T4 Q- \/ [5 d    end
    ; d5 f# n+ ?- aend; v4 u5 k" l" G# ]. d3 b9 ?
    M2=M;                %两地间通话费率矩阵; e9 C- H4 l1 y, I
    for i=1:10! e$ b* A% z: E7 h
        for j=i+1:10! G% C; Z8 P0 a) o% b& `
            M2(i,j)=M(j,i);2 T6 p) s6 a3 Z9 v+ V9 l& z
        end
    / a* u) e/ b4 P: P* ?; tend" y% B9 ?# i% \0 }' }( R
    %%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%
    / q' f$ I$ I9 \1 o5 h%初始化种群: i; c  i9 c! t
    num=10;       %种群数量# X6 O4 N% n0 j. |# r+ N# O4 K( n1 z6 C
    code=10;       %染色体长
    " ^, B$ I5 M8 odai=100;        %遗传代数
    " y$ B3 r, i; x/ ^/ u" ~inter=0.8;     %交叉率7 h* P4 F1 B8 q% i. U  k" F' m
    byl=0.8;* m7 l- n  ~! G
    %A=randperm(num*code);! p. b* D2 X. Q/ s3 M/ J# q
    for i=1:num
    . N. d8 f, o+ x  X# v' n    V(i,:)=randperm(10);+ M# ^) u- Y: P* u
    end
    9 M- `0 E: V/ p6 K* i/ g* U# A%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%
    # T/ R  f$ L8 \1 Pfor gen=1:dai, l; m+ Z0 t4 u, p$ N
    * X9 z2 D9 a3 S  ^
        %评估2 }+ b2 C% m, i# I
        [num1,lin]=size(V);
    9 R* B, u6 @) G, f" u! u    eval=zeros(num1,1);
    5 n; C" h! K, V    for i=1:num1
    $ k9 J0 E: w$ D" j/ @* v* @        for j=1:code-1
    # k1 [" H* P4 X5 r3 N            for k=j+1:code
    - @7 M* B& A% h1 [. y                eval(i)=M1(V(i,j),V(i,k))*M2(j,k)+eval(i);- e1 c: X* f8 ~* A. @
                end; L/ A( G. Z4 K' ]2 v2 e$ T* }; `
            end3 g, {+ h, }, V7 K( q2 P! T' M
        end7 L* t# p+ g" u( |+ k4 m
        %%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%+ l- T/ m. j( a# Q
        %选择" ~) S: k! i2 e- P
        [eval1,ind]=sort(eval);2 w7 n7 x/ L" \' z) t6 d* ^- L$ ^% E/ Z
        V1=V;
    : b( v9 a4 ^7 B% T8 C8 j    V=zeros(num,code);! i" j+ p! o* k+ ^
        for i=1:num$ v6 Q% D+ o/ h2 b" Y
            V(i,:)=V1(ind(i),:);% F2 p; }, }; [4 x
        end
    ' y2 J$ l8 @) b0 v    %%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%: O. H0 n8 a/ e$ q. D

    1 j; F: Y+ |# X; m    %交叉0 j9 E- G+ L% G* [# w( ~
        V1=V;
    / j3 ~2 d! ~. k3 `+ j    panduan=rand(fix(num),1);        %判断是否进行交叉8 g, g) G3 i/ n1 L! |
        for i=1:fix(num);4 M3 n5 C5 t2 z) D9 Y% i7 J
            if panduan(i)<inter          %在交叉概率内进行交叉# q( v  G, r4 F+ ?
                V2=zeros(1,code);         %记录交叉后的染色体" p5 U" \, n5 e) y/ C* {9 B# a; f: ~
                h=randperm(num);                %随机取两个做交叉h(1)h(2)$ c. `1 J+ i8 w' K: p0 T
                a=zeros(code,1);                 %记录未使用的位置
    : C( [  u& r; x' I4 z0 ^            b=zeros(code,1);               %记录未使用的数字
    ) i6 M$ l+ f& w7 ?            %在双亲中随机选择基因: d/ J# @: j) Z9 X& H
                for i=1:code" M" G8 F2 [9 I- e  T( _
                    h2=randperm(2);                %在双亲中随机选择+ e3 V( d4 R  f$ R' }: P/ a
                    if b(V1(h(h2(1)),i))==0
    * n3 ]/ m$ ?* m9 K& C# R                    V2(i)=V1(h(h2(1)),i);   b(V1(h(h2(1)),i))=1; a(i)=1;  B; P7 L' c. E- R
                    end
    . Q" k3 l- T# E0 k# I; J            end
    ' L. k  B: o" m# {9 K+ h2 l! n" y# Y
                %随机分配未使用数字和位置5 M! [: M5 P8 V- X" B( f2 Y
                h1=randperm(code);               %记录未使用的数字
    & v8 ?% A- z$ ~, j! M' O3 B' s            for i=1:code" d# t- u+ ~4 _/ i, ?2 e
                    for j=1:code# R1 m$ a; d+ r/ j. w( I7 t
                        if b(i)==1&&h1(j)==i% t3 p! l' W! O. g, M
                            h1(j)=0;break
    3 g( M, ~/ P8 p+ v. r$ L# v8 p                    end
    & C1 k0 [0 m. w, o% }% l0 H                end
    7 h" K0 T6 a0 L* m5 ~' b            end8 _$ ]' v, e+ Q- u- E
              # D8 n; B; t1 [1 {# l
                for i=1:code/ S" w; y& b. y2 ^
                    if V2(i)==0" X& r' {# P& ]
                        for j=1:code  u8 ?! j2 w3 V& w
                            if h1(j)~=0
    7 z5 m1 u( ~5 o; d; a, O+ r3 U                            V2(i)=h1(j);h1(j)=0;break4 t3 F" e! A- c* B  V1 _& n; w
                            end
    & s) E. U  q+ X) n+ d2 |                    end
    5 E" f1 S  i( n' E2 ~5 _( G, ?. r+ Q                end' U0 l$ i! A4 J( `! O( [
                end5 c2 x/ f; i7 ?
                V=[V;V2];
    : c% b0 j% E$ P# H: e* t        end' I& R$ w$ d6 b4 f; P
        end
    - B5 Q) y" [9 a) ^/ ^+ l% L% v. a6 G3 M$ I8 L6 h. T
        %%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%6 ?9 B+ b& g7 k% X: _6 w& Q4 }
        %变异
    2 Y# ?0 k/ e6 U8 [    V1=V;
    2 D' h- p. @( r' W! w! e    [num1,lin]=size(V);
    9 x( d: t4 @+ l, b- ?* A1 c    x3=rand(num1,1);- g" x8 L! G, L( ~+ F/ ]) A
        for i=num19 f- a7 {1 |9 {, g
            if x3(i)<byl              %变异率8 N) g: T" {7 L
                h2=randperm(code);0 @5 c; s- C3 m6 i8 l$ n. b
                V(i,h2(1))=V1(i,h2(2));
    6 o% Q8 u7 I  Z/ `/ X& `            V(i,h2(2))=V1(i,h2(1));
    ' F/ T1 V. ?- s4 t) t; ]% Z8 J4 C        end
    # F! R" o0 A3 ^    end
    0 E, x( t! N% ~3 b# J5 Nend
    ' s$ V/ B5 Z0 K- i% k%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%& k; b; V0 @$ R: o5 G

    + N& m+ G. c8 k# K%对最终种群进行评估
    3 A# z$ r- U# D0 p[num1,lin]=size(V);; e& o5 F  T4 W9 S
    eval=zeros(num1,1);
    2 G% r/ y2 }# |: Qfor i=1:num17 q1 B$ `' _6 y
        for j=1:code-1
    0 V* o: k; d# f  P! p        for k=j+1:code+ N* P1 k+ G& N# t
                eval(i)=M1(V(i,j),V(i,k))*M2(j,k)+eval(i);$ T' s# L! ]+ F) L" P! w
            end5 k5 f7 G2 d4 F  ^$ g) [; o9 @1 k
        end! y" G3 D- Q4 ^# T1 K
    end6 a; N* M$ O( {& o6 O  K- ~. u
    1 y. I3 E4 {/ f1 g7 i$ x# v
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