遗传算法初学习

Posted 2020-08-09 罚时自动机

写了个求10个数的最大和，取值范围啥0-99，因为状态空间比较大，所以变异概率选的0.3，大一点，交叉概率0.8，种群大小100，遗传代数1000

效果的话，不是很理想，距离990的极限还有不小的差距

可以看到，只有8次在950以上，并且，在遗传代数增加到10000以后，效果并没有明显增加，挺失败的

#include<bits/stdc++.h>
using namespace std;
const double by=0.3;//变异概率
const double jh=0.8;//自由交换概率
const int max_size=100;
const int max_d=100000;
int sum;
struct node{
    int v[10];
    int fitness;
    void col(){
        fitness=0;
        for(int i=0;i<10;i++)
            fitness+=v[i];
    }
}now[105],Max,Min;
//分别是种群，临时的，最大个体，最小个体

//生成初始种群
void init(){
    for(int i=0;i<max_size;i++){
        for(int j=0;j<10;j++)
          now[i].v[j]=rand()%100;
    }
}

void js(){
    sum=0;
    Max.fitness=-1;Min.fitness=0x3f3f3f3f;
    for(int i=0;i<max_size;i++){
        now[i].col();
        if(now[i].fitness>Max.fitness)Max=now[i];
        if(now[i].fitness<Min.fitness)Min=now[i];
        sum+=now[i].fitness;
    }

}

//打印某个个体
void print_o(node a){
    for(int i=0;i<10;i++)
      printf("%d ",a.v[i]);

    printf("   ->  %d\n",a.fitness);
}

//打印当前所有种群
void print(){
    for(int i=0;i<max_size;i++)
      print_o(now[i]);
}

int rand_id(){
    int d=rand()%(sum+1);
    int cnt=0;
    for(int i=0;i<max_size;i++){
        cnt+=now[i].fitness;
        if(cnt>=d)return i;
    }
    return rand()%max_size;
}

double randd(){
    double ans=rand()%1000;
    ans/=1000;
    return ans;
}
void tran(){
    js();
    //找到最优个体
    int tmp=0,i,j,pos;
    for(int i=1;i<max_size;i++)
        if(now[i].fitness>now[tmp].fitness)
            tmp=i;
    for(int k=0;k<max_size;k+=2){
        //选择交叉个体
        i=rand_id();
        j=rand_id();
        //交叉位置
        pos=rand()%10;
        //交换
        if(randd()<jh){
            swap(now[k].v[pos],now[j].v[pos]);
            swap(now[k].v[pos],now[i].v[pos]);
        }
        //变异
        if(randd()<by){
            pos=rand()%10;
            now[k].v[pos]=rand()%100;
        }
    }
    js();
    int id=0;
    for(int i=1;i<max_size;i++)
      if(now[id].fitness>now[i].fitness)
        id=i;
    now[id]=Max;
}

void ga(){
    int cnt=0;
    while(cnt<max_d){
        tran();cnt++;

    //    print();
    //    puts("\n\n");
    }
    int ans=now[0].fitness;
    for(int i=0;i<max_size;i++)ans=max(ans,now[i].fitness);
    printf("%d\n",ans);
}

int main(){
    srand((unsigned)time(NULL));
    for(int i=1;i<=15;i++){
        printf("Case %d: \n",i);
        init();
        ga();
    }
    return 0;
}

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