C++实现简单遗传算法
本文实例讲述了C++实现简单遗传算法。分享给大家供大家参考。具体实现方法如下：
//遗传算法GA
#include<iostream>
#include<cstdlib>
#include<bitset>
usingnamespacestd;
constintL=5;//定义编码的长度
intf(intx)//定义测设函数f(x)
{
intresult;
result=x*x*x-60*x*x+900*x+100;
returnresult;
}
intmain(intargc,char*argv[])
{
inta(0),b(32);//定义x的定义域范围
constintpop_size=8;//定义种群大小
//intL;//指定编码的长度
constintNG=20;//指定种群最大的繁殖的代数
intt=0;//当前繁殖的代数
intp[pop_size];//定义种群
intq[pop_size];//定义繁殖种群即种群的下一代
srand(6553);//定义随机数生成的种子
doublesum;//适值总和
doubleavl_sum;//适度平均值
doublep_probability[pop_size];//适值概率
doublepp[pop_size];
doublepro;//定义随机生成的概率
floatpc=0.90;//定义交叉的概率
floatpm=0.05;//定义变异的概率
cout<<"初始的种群";
for(inti=0;i<pop_size;i++)//生成初始的第0代种群
{
p[i]=rand()%31;
cout<<p[i]<<"";
}
cout<<endl;
cout<<endl;
voidXover(int&,int&);//声明交叉函数
//当停止准则不满足即繁殖代数没到最大代数,继续繁殖
while(t<=NG)
{
cout<<"繁殖的代数：t="<<t<<endl;
sum=0.0;
for(inti=0;i<pop_size;i++)
{
q[i]=p[i];
cout<<q[i]<<"";
}
cout<<endl;
for(inti=0;i<pop_size;i++)//计算sum
sum+=f(p[i]);
avl_sum=sum/pop_size;
cout<<"sum="<<sum<<endl;
cout<<"适度平均值="<<avl_sum<<endl;
for(inti=0;i<pop_size;i++)//计算适值概率
{
p_probability[i]=f(p[i])/sum;
if(i==0)
{
pp[i]=p_probability[i];
cout<<"pp"<<i<<"="<<pp[i]<<endl;
}
else
{
pp[i]=p_probability[i]+pp[i-1];
cout<<"pp"<<i<<"="<<pp[i]<<endl;
}
//cout<<"p_probability"<<i<<"="<<p_probability[i]<<endl;
}
//选择双亲
for(inti=0;i<pop_size;i++)
{
pro=rand()%1000/1000.0;
if(pro>=pp[0]&&pro<pp[1])
p[i]=q[0];
elseif(pro>=pp[1]&&pro<pp[2])
p[i]=q[1];
elseif(pro>=pp[2]&&pro<pp[3])
p[i]=q[2];
elseif(pro>=pp[3]&&pro<pp[4])
p[i]=q[3];
elseif(pro>=pp[4]&&pro<pp[5])
p[i]=q[4];
else
p[i]=q[5];
}
//杂交算子
intr=0;
intz=0;
for(intj=0;j<pop_size;j++)
{
pro=rand()%1000/1000.0;
if(pro<pc)
{
++z;
if(z%2==0)
Xover(p[r],p[j]);
else
r=j;
}
}
//变异算子
for(inti=1;i<=pop_size;i++)
for(intj=0;j<L;j++)
{
pro=rand()%1000/1000.0;//在【0,1】区间产生随机数
if(pro<pm)
{
bitset<L>v(p[i]);
v.flip(j);
p[i]=v.to_ulong();
}
}
t++;
cout<<endl;//种群繁殖一代
}
cout<<"最终结果：";
for(inti(0);i<pop_size;i++)//算法结束，输出结果
{
cout<<p[i]<<"";
}
cout<<endl;
return0;
}
//定义杂交操作
voidXover(int&a,int&b)
{
intpos;//随机生成杂交点即第几个分量进行相互交换
pos=rand()%5+1;//在n个分量中，随机确定第pos个分量
intj,k;
j=pos;
k=pos;
bitset<L>e(a);
bitset<L>f(b);//前pos个分量进行相互交换
bitset<L>g;
bitset<L>h;
for(inti=0;i<pos;i++)
{
if(e[i]==1)
g.set(i);
}
for(inti=0;i<pos;i++)
{
if(f[i]==1)
h.set(i);
}
for(j;j<L;j++)
{
if(f[j]==1)
g.set(j);
}
for(k;k<L;k++)
{
if(e[k]==1)
h.set(k);
}
a=g.to_ulong();
b=h.to_ulong();
}
希望本文所述对大家的C++程序设计有所帮助。