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关于遗传算法的实验报告

作者:高考题库网
来源:https://www.bjmy2z.cn/gaokao
2021-02-28 08:22
tags:

-

2021年2月28日发(作者:emotionally)


..


关于遗传算法的实验报告



一、实验目的:



< br>理解和掌握遗传算法的应用及意义,能用一门自己擅长的语言实现遗传算法的基本功


能,


在此基础上进一步理解和巩固对遗传算法的重要,


以便在 今后的学习和工作中能有效的


运用和借鉴!


需要指出的是遗传算 法并不是能保证所得到的就是最佳的答案但通过一定的方


法可以将误差控制在一定的范围 内!



二、实验原理和题目:



1.


遗传算法是一种基于空间搜索的算法,它通过自然选择、遗传、变 异等操作以及达尔


文的适者生存的理论,


模拟自然进化过程来寻 找所求问题的答案。


其求解过程是个最优化的


过程。一般遗传算 法的主要步骤如下:




1

< p>
)随机产生一个确定长度的特征字符串组成的初始种群。




2


)对该字符串种群迭代地执行下面的步骤


a


和步骤


b


,直到满足 停止准则为止:








a


计算种群中每个个体字符串的适应值;








b


应用复制、交叉和变异等遗传算子产生下一代种群。




3


)把在后代中表现的 最好的个体字符串指定为遗传算法的执行结果,即为问题的一


个解。







2.


通过编码、设置种群、设置适应 度函数、遗传操作、解码产生需要的解。










f(x)=x*sin(x)+1




x


?


[0,2


?


],


求解


f(x)

< br>的最大值和最小值。




三、实验条件




硬件:微型计算机。




语言:本实验选用的为


C++


语言。




四、实验内容:




建造针对


f(x)< /p>


的遗传算法程序,然后进行运行求解。



五、实验步骤:




1.


确定基本功能:本实验是实现


f



x


)的最大值和最小值的求解。




2.



f(x)


进行编码:


用一个二进制矢量表示 一个染色体,


由染色体来代表变量


x


的 实数


值,这里精度取小数点后


6


位数, 变量


x


的域长为


2

?


,整个区间被分为


2


?


*1000000


个等长


的区间。由于


2


?


*1000000



23


位二进制数的表示范围呢,所以,编码长度为

< p>
23


位。




3.


设计适应度函数:由于要求


f< /p>



x


)的最值,所以适应度函数可根据< /p>


f



x


)做适当 的


改变。最大值:


f(x)=x*sin(x)+5

< p>
;最小值:


f(x)=1/


x*sin(x)+5



;





4.


针 对


f(x)


的设计并且实现遗传算法程序:遗传操作主要包括复 制、交叉和变异。复制


是直接将父代遗传给子代,


即根据个体的 适应度函数值所度量的优劣程度决定它在下一代是


被淘汰还是被遗传。交叉从能进入下一 代的个体中选出两个,将两者的部分码值进行交换。







< p>
















编< /p>









< p>


void



Selec tion_operation(


bool


< br>flag);




< p>




void


Crossover_operation();


< br>现


;变



void



Mution- operation();


实现。




5.


设计初始种群:默认设置为


5 0


个随机产生的


23


位字节的染色体。




6.


调 试交叉和变异概率:在常用的交叉和变异概率范围内,结果随交叉和变异的概率


的改变而 改变,之间差异相对来说不太明显




7.


实验参数:实验中主要的参数有遗传代数、群体规模、 交叉概率、变异概率。







实验结果:



求最大值:






.


..




















求最小值:





























.


..


程序主要代码如下(后台代码)




class GA{































};


// Find the max and min value


void GA::Extreme_Value(bool flag){











if(flag)








Optimal_Max_Function_Vlaue=-100;


Optimal_Min_Function_Value=100;




double t=0.5;


double DecNum1=0;


/*string p=*iter;*/


for(int i=(*iter).length()-1;i>=0;--i){


else


for(vector::iterator iter=();iter!=();++iter){


vector Pop;


vector SubPop;


double Pc;


double Pm;


int Num_Iteration;


int Num_Population;


double Optimal_Max_X_Solution;


double Optimal_Min_X_Solution;


double Optimal_Max_Function_Vlaue;


double Optimal_Min_Function_Value;


string Optimal_Individual;


vector LunPan;


//float fitness;


GA(){






}


void GA_Init();


void Crossover_Operation();


void Select_Operation();


void Mutation_Operation();


void Evaluation(bool);


void LunPan_Operation(bool);


double Function(double);


void Extreme_Value(bool);


void Display(bool,int);


void Display_M();


Pc=0.25;


Pm=0.01;


Num_Population=50;


Num_Iteration=100;


public:



.

-


-


-


-


-


-


-


-



本文更新与2021-02-28 08:22,由作者提供,不代表本网站立场,转载请注明出处:https://www.bjmy2z.cn/gaokao/679857.html

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