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在EViews中实现模拟退火算法（SA）

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liwenhui

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独孤求败

TA的每日心情

	擦汗 2018-4-26 23:29

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[LV.Master]伴坛终老

自我介绍: 紫薇软剑，三十岁前所用，误伤义士不祥，乃弃之深谷。重剑无锋，大巧不工。四十岁前恃之横行天下。四十岁后，不滞于物，草木竹石均可为剑。自此精修，渐进至无剑胜有剑之境。

群组: 计量经济学之性

群组: LINGO

发表于 2016-11-16 17:42 |显示全部楼层

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EViews除了能解决计量经济学的估计问题以外，还提供一个编程环境用以解决复杂的问题。在尝试很多次之后，我在EViews中实现了对“模拟退火算法”，供大家交流。
为了演示，这里使用如下函数作为测试函数：

测试函数

此函数在x=0,y=0处取得最小值0.

代码如下：

'新建一个workfile，作为基本的运行容器，EViews的一切操作必须在一个workfile中运行
2 s7 U( [5 Z) N% ~9 s+ N, h\" `2 a
wfcreate (wf=temp) u 100
\" C! b$ L0 p9 _0 b) [' p\" Q# Z
9 g3 N\" m; n5 u) g# e* z8 _
'定义自变量，并在[-100,100]上随机赋初始值，计算函数值7 o- d+ J4 i! p) W
scalar m+ n0 w. q- {/ N9 \+ N1 j\" ?) {
scalar n/ k! b' X/ \ g, J, E5 M' f3 D
m=-100+200*@rnd
; o6 V, B8 M& u! F\" e
n=-100+200*@rnd
& L } t* o+ ^1 ~4 K3 N
r1 Z+ r: O& w9 }7 K4 E
'定义关键的几个变量% E/ J; x/ S; ?# C ^
scalar jw=0.999% h1 J3 _! t( o1 f
scalar torl=0.001$ `. M* e; r, n% B. D0 k
scalar f0 '最终函数值 ?! u3 u\" @9 H7 f; v+ q* d& Q+ E( o
scalar f1 '旧函数值
1 o5 N% Y2 |7 t# J. r6 N
scalar f2 '新函数值
$ b; B. ~3 ~& u: R
scalar delta '新旧函数值差异
) P8 k1 [+ Q! Z/ X9 [6 R5 E2 ]$ M4 W
scalar temp1 '扰动后的自变量1- k2 K, p `0 x
scalar temp2 '扰动后的自变量2
; j: Y; F1 | v# D0 o! h& e) H9 O
scalar tc=0 '记录降温次数7 v7 V' B/ M2 o\" e
matrix(16111,1) values/ D' C1 W8 ^6 U; p+ O% W& _% E
* I6 x9 `/ y' ?0 w. f
'设置初始温度# ~$ j7 C7 E- r! B
scalar temperature=100004 g' b) `0 X0 R0 @2 o7 a
1 _% _- }$ P, t0 S e7 W
'主程序3 ^: g, R0 V- n/ W8 \
while temperature>torl5 I Q3 f- x, J# c' B
call tfun(f1,m,n) '计算初始函数值: a) c' @; v$ O2 }
call rchange(temp1,temp2,m,n) '产生扰动1 _9 }) |+ m3 d% S3 A+ G! [4 L
call tfun(f2,temp1,temp2) '重新计算函数值
0 @\" T2 H6 z* e$ I' e
delta=f2-f1 '比较函数值的大小
\" N. o& u Y: T% p, I% S& n: ?
if delta<0 then '如果新的函数值更小，则用新的替代旧的$ B9 S& V; N0 Z. g
m=temp1
* h% p9 w# w! l
n=temp2/ _) \9 Q# ~& A: d2 _8 h: |. O
else '如果新值并不小于旧值，则以概率接受新值
3 x% G9 A; u% N+ I
if @exp(-delta/temperature)>@rnd then6 k7 |; C! Q3 [7 b# M, k! x7 Y
m=temp10 o7 _# N& _$ V( U3 C5 F% B
n=temp2
m5 Y5 s% R% h\" N
endif3 }4 }0 k) ~0 b9 t4 ^3 [
endif
$ z1 c. J2 ?* a' t$ O* X
temperature=jw*temperature '降温
! @/ h D5 ]) y+ Z/ R
tc=tc+1
\" y) v O. Q5 J: a2 U! O2 ~4 b
values(tc,1)=f12 [ U. B% v Y' m\" F4 w
wend9 Y7 @! s; c/ t
call tfun(f0,m,n)
, U. x0 z; Y7 {\" N\" \
, F) r9 @% M( m$ r) U8 @+ @: c4 d
table(4,3) result/ r# r: H. m3 D8 k
result(1,1)="Optimal Value". F2 ]$ O, g# m9 @7 \
result(2,1)="Variable1"5 U7 Q# @% y3 n- H6 W
result(3,1)="Variable2"9 Y\" q2 D, \, h- Y7 H( A
result(4,1)="Iter" Q' g) ^: w6 D. |% V1 G
- o- [+ r. c. v$ _2 Q\" A
result(1,2)="f0"! B3 J0 U# K/ N' w
result(2,2)="m"
( R9 A. D. w% T\" V+ T
result(3,2)="n"# _/ H, A) C* w; t1 B. V3 C& ?
result(4,2)="tc"& m2 v, q2 a* h
7 l U9 l( U# ?# S, |, E\" p# d
result(1,3)=f03 |$ @; w4 h1 N0 b
result(2,3)=m: ^1 ]\" x) u0 U# u+ \& v
result(3,3)=n3 u6 F- o( w+ L! C6 |! Q4 ?5 f
result(4,3)=tc g- r$ O5 L+ X$ J0 T0 P. a( B
0 p$ N$ e* U4 }# q! G8 q' z
show result
+ N# D6 J9 Z( @9 ~
show values.line
% s/ J+ Z. {+ J4 C1 x0 H! T' I
, f+ d C0 o! f/ r
'测试函数6 r# y/ ^1 X; V+ l: ]
subroutine tfun(scalar z, scalar x, scalar y)2 n. o. y4 c\" o1 `
z=0.5+((@sin(x^2+y^2))^2-0.5)/(1+0.001*(x^2+y^2))^2
2 u' U5 F# F6 Q. y
endsub) r6 ~& m6 N4 A
: x3 \0 L% J1 O) w
'领域产生函数，使用高斯变异
# g: J% P. j1 o2 w. U
subroutine rchange(scalar p1,scalar p2, scalar q1, scalar q2)4 T3 _/ c3 j: p9 Y2 r+ \, f6 z
p1=q1+5*@nrnd: s) F0 t# e, y$ Q+ q
p2=q2+5*@nrnd 1 t9 @2 {. ]& z8 p+ t. e: z
while p1>100 or p2>100 or p1<-100 or p2<-100 '限定产生的自变量范围在[-100,100]之间) ~6 ^ t; G8 f: n: _. j# `
p1=q1+5*@nrnd
# Z* N, S2 k. ^ Z, Z
p2=q2+5*@nrnd
3 @# Z( e4 I7 Y5 l; D; n I
wend
6 J5 B9 M( ~) ], X' w$ e! N% u8 Q1 u
endsub