《遗传算法》实验指导书

1、实 验 一辽宁科技大学 理 学院（系） 2010 年 月 日课名：遗传算法题目：随机函数与函数调用班级：姓名：学号：机台号：同组人： 任课教师：熊 焱实验目的：1. 掌握随机数的生成函数2. 熟悉函数调用的基本操作实验内容及步骤：内容：利用随机函数生成 1，10 和 0，1 内随机数各个； 编写数组作为参量的函数调用程序条件：调用函数关系自己选定（如： ），数组取为实型 要求：生成随机数之后屏幕显示出来；数组、函数关系、函数值显示在屏幕上。程序：#include #includevoid main() float e5;int d5; int j,x;float y,z;for(j=0;j5;

2、j+)dj=1+(int)(10.0*rand()/(RAND_MAX+1.0);printf( %d ,dj);printf(n);for(j=0;j5;j+)ej=rand()/(RAND_MAX+1.0);printf( %.2f ,ej); printf(n); for(j=0;j5;j+)x=dj;y=ej; z=x*x+y*y*y+x*y;printf( %.2f ,z); printf(n); printf(x*x+y*y*y+x*yn);实 验二辽宁科技大学 理 学院（系） 2010 年 月 日课名：遗传算法题目：编码、解码班级：姓名：学号：机台号：同组人： 任课教师：熊 焱实

3、验目的：1. 掌握二进制数与十进制数的相互转化2. 熟悉不同划分长度下的二进制与十进制的转化操作实验内容及步骤：内容：将十进制数转化为指定长度下的二进制数 将二进制数转化为指定长度下的十进制数条件：利用函数调用的方法编写程序，长度设为输入量（可调节），十进制数为单变量实型、二进制数存为数组（每个数组单元存储一位）；要求：转换结果屏幕输出。#include #include void sje(int n,int m) int x=0,a100=0; while(n) ax+=n%2;n/=2; while(m0) m-; printf(%d,am); void ejs(int *a,int x)

4、 int sum=0;while(x0)x-;sum+=ax*pow(2.0,x);printf(%dn,sum);void main()int m,n,x,a100;int i;printf(请输入转换的数:n); scanf(%d,&n);printf(请输入要转化在长度：n);scanf(%d,&m);sje(n,m);printf(n);printf(请输入转换的二进制数长度：n);scanf(%d,&x);printf(请输入转换的二进制数：n);for(i=x-1;i=0;i-)scanf(%d,&ai);ejs(a,x);实 验 三辽宁鞍山科技大学 理 学院（系） 2010 年

5、月 日课名：遗传算法题目：初始种群班级：姓名：学号：机台号：同组人： 任课教师：熊 焱实验目的：掌握初始群体的生成过程实验内容及步骤：内容：生成二进制编码下的初始种群。条件：个体范围给定，种群规模设为变量（可调节）。要求：屏幕显示所生成的初始群体#include #include#includeint random()return rand()%100;void sje(int n,int m) int x=0,a100=0; while(n) ax+=n%2;n/=2; while(m0) m-; printf(%d,am); void main()int x,y=0;printf(种群规模

6、：n);scanf(%d,&x);while(yx)sje(random(),8);printf(n);y+;实 验 四鞍山科技大学 理 学院（系） 2010 年 月 日课名：遗传算法题目：选择算子班级：姓名：学号：机台号：同组人：任课教师：熊 焱实验目的：掌握轮盘赌选择算子实验内容及步骤：内容：编写二进制编码下的轮盘赌选择算子程序。条件：延用前次实验所生成的初始种群和群体规模。要求：屏幕显示选择算子操作后的结果。#include#include#includeusing namespace std;int Rand_a(int n)return rand()%n+1;int main()in

7、t N;cout请输入种群大小：N;int *syd=new intN;int *lsyd=new intN;int i;int n;int p=0;int *a=new intN;cout请输入适应度：endl;for(i=0;isydi;lsyd0=syd0;for(i=1;i10;i+)lsydi=lsydi-1+sydi;cout其适应度和累积适应度如下：endl;for(i=0;iN;i+)couti+1t;coutendl;for(i=0;iN;i+)coutsydit;coutendl;for(i=0;iN;i+)coutlsydit;coutendl;srand(unsigne

8、d int)time(NULL);for(i=0;iN;i+)ai=Rand_a(lsydN-1);cout随机数如下:endl;for(i=0;iN;i+)coutait;coutendl;cout被选中的个体号如下:endl;while(pN)for(i=0;iap)couti+1t;break;p+;coutendl;return 0;实 验 五辽宁鞍山科技大学 理 学院（系） 2010 年 月 日课名：遗传算法题目：单点交叉算子班级：姓名：学号：机台号：同组人： 任课教师：熊 焱实验目的：掌握单点交叉算子实验内容及步骤：内容：编写二进制编码下的单点交叉算子程序。条件：延用前次实验所生成

9、的种群和群体规模。要求：屏幕显示交叉算子操作后的结果。 #include#include#includeusing namespace std;void fun(int *a,int n)int i=0;while(n!=0)ai=n%2;n=n/2;i+;void f(int model,int *num)int num1,num2,shu=0,k=0;while(k!=model)num1=rand()%(model+1);if(k=0&num1!=0)numk+=num1;elsefor(int i=0;ik;i+)if(num1=numi|num1=0)shu=num1;if(shu!

10、=num1)numk+=num1;elsecontinue;num2=rand()%(model+1);for(int j=0;jk;j+)if(num2=numj|num2=0)k-;break;if(k%2=0|num1=0)continue;numk+=num2;void JC(int *a,int *b,double *c,int N,double p)for(int i=0;iN;i=i+2)int p1,p2;p1=bi-1,p2=bi+1-1;if(cip|ci+1p)int n=rand()%7+1;cout(p1+1,p2+1)在;cout n 交叉endl;for(int

11、i=0;in;i+)int t;t=ap1i;ap1i=ap2i;ap2i=t;int main()int N;int n;double p=0.6;int i,j;cout请输入种群规模：N;int *a=new int8;for(i=0;i8;i+)ai=0;int *b;b=new int*N;for(i=0;iN;i+)bi=new int8;double *c=new doubleN;int *d=new intN;srand(unsigned int)time(NULL);for(i=0;iN;i+)n=rand()%100+1;fun(a,n);for(j=0;j8;j+)bij

12、=aj;aj=0;coutendl初始种群如下：endl;for(i=0;i=0;j-)coutbij;coutendl;coutendl;int *as=new intN;f(N,as);cout配对结果如下endl;for(i=0;iN;i=i+2)cout(asi,asi+1)endl;coutendl;for(i=0;iN;i+)ci=rand()%1000*1.0/1000;cout随机数如下:endl;for(i=0;iN;i+)coutciendl;JC(b,as,c,N,p);cout交叉结果如下：endl;for(i=0;i=0;j-)coutbij;coutendl;ret

13、urn 0; 实 验 六辽宁鞍山科技大学 理 学院（系） 2010 年 月 日课名：遗传算法题目：单点变异算子班级：姓名：学号：机台号：同组人： 任课教师：熊 焱实验目的：掌握单点变异算子实验内容及步骤：内容：编写二进制编码下的单点变异算子程序。条件：延用前次实验所生成的种群和群体规模。要求：屏幕显示变异算子操作后的结果。#include#include#includeusing namespace std;void fun(int *a,int n)int i=0;while(n!=0)ai=n%2;n=n/2;i+;int main()int N;int n;double p=0.5;in

14、t i,j;cout请输入种群规模：N;int *a=new int8;for(i=0;i8;i+)ai=0;int *b;b=new int*N;for(i=0;iN;i+)bi=new int8;double *c;c=new double*N;for(i=0;iN;i+)ci=new double8;srand(unsigned int)time(NULL);for(i=0;iN;i+)n=rand()%100+1;fun(a,n);for(j=0;j8;j+)bij=aj;aj=0;cout初始种群如下：endl;for(i=0;i=0;j-)coutbij;coutendl;cout

15、endl;for(i=0;i=0;j-)cij=rand()%1000*1.0/1000;cout随机数是：endl;for(i=0;i=0;j-)coutcij ;coutendl;coutendl;for(i=0;i=0;j-)if(cijp)bij=(bij=0?1:0);cout变异结果如下：endl;for(i=0;i=0;j-)coutbij;coutendl;return 0;实 验 七辽宁鞍山科技大学 理 学院（系） 2010 年 月 日课名：遗传算法题目：综合试验班级：姓名：学号：机台号：同组人： 任课教师：熊 焱实验目的：1. 掌握基本遗传算法操作；2. 针对实际问题学会利

16、用遗传算法、选用适合的遗传参数求解。实验内容及步骤：内容：编写二进制编码下的基本遗传算法解决实际问题。条件：实际求解问题可以选为实数变量的最优化问题，也可以选为10个城市的TSP（旅行商）问题，遗传参数自选。要求：屏幕显示相关运行结果。#include#include#includeusing namespace std;const int N=1000; /最大代数const double Pc=0.9; /交叉概率const double Pm=0.1; /变异概率int CityToCity1010=0,118,1272,2567,1653,2097,1425,1177,3947,157

17、4,118,0,1253,2511,1633,2077,1369,1157,3961,1518,1272,1253,0,1462,380,1490,821,856,3660,385,2567,2511,1462,0,922,2335,1562,2165,3995,933,1653,1633,380,922,0,1700,1041,1135,3870,456,2097,2077,1490,2335,1700,0,2311,920,2170,1920,1425,1369,821,1562,1041,2311,0,1420,4290,626,1177,1157,856,2165,1135,920,1

18、420,0,2870,1290,3947,3961,3660,3995,3870,2170,4290,2870,0,4090,1574,1518,385,993,456,1920,626,1290,4090,0;int Max(int *f,int *k)int max=f0;for(int i=1;i100;i+)if(maxfi)max=fi;*k=i;return max;int Min(int *f,int *k)int min=f0;for(int i=1;ifi)min=fi;*k=i;return min;void convert(int pos1,int pos2,int *s

19、o,int *dest) /交叉 int temp10;int ii = 0;int jj = 0;int kk = 0;for(ii=0;ii10;ii+)tempii = so(ii+pos2+1)%10;for(ii=0;ii10;ii+)for(jj=pos1;jj=pos2;jj+)if(tempii=destjj)tempii=100;break;jj = 0;ii = 0;while(jj10)if(tempjj != 100)tempii = tempjj;ii+;jj+;for(kk=0; kk(10-(pos2-pos1)-1); kk+)dest(kk+pos2+1)%1

20、0 = tempkk;void Rand_Pair(int num,int *result) /随机配对int r1,r2,shu=0,k=0;while(k!=num)r1=rand()%(num+1);if(k=0&r1!=0)resultk+=r1;elsefor(int i=0;ik;i+)if(r1=resulti|r1=0)shu=r1;if(shu!=r1)resultk+=r1;elsecontinue;r2=rand()%(num+1);for(int j=0;jk;j+)if(r2=resultj|r2=0)k-;break;if(k%2=0|r1=0)continue;r

21、esultk+=r2;void Variation(int *a,int p) /变异int trasfs;int ii=0;int jj=0;int kk=0;for(kk=1;kk=2;kk+) ii=rand()%10;jj=rand()%10;while(ii=jj) jj=rand()%10;trasfs=ajj;ajj=aii;aii=trasfs;void Primary_gen(int city10)int *a=new int10;for(int i=0;i=0;j-) /生成初代种群for(int i=9;i=0;i-)int n = rand()%(i+1); int t

22、rsf=ai;ai=an;an=trsf;cityji=ai;cityj0=a0;int main()int recardmin10,recardmax10;int *r1,*r2;int temp=10;r1=&temp;r2=&temp;int g,i,j,k;int city10010;int gen = 0;int tt=,dai;int distance100=0; /种群中个体总距离double fitness100; /适应度double Sum_fitness100=0.0; /累计适应度double CrossP; /随机产生的交叉概率int rand_pair100; /存

23、放随机配对的结果double rand_pm; /随机产生的变异概率srand(unsigned int)time(NULL);Primary_gen(city);while(genN)for(i=0;i=0;i-)for(j=9;j=1;j-)distancei+=CityToCitycityijcityij-1;distancei+=CityToCitycityi0cityi9;fitnessi=1.0/distancei;Sum_fitness99=fitness99;for(i=98;i=0;i-)Sum_fitnessi=Sum_fitnessi+1+fitnessi;int mind,maxd;mind=Min(distance,r1);maxd=Max(distance,r2);for(g=9;g=0;g-)recardming=city*r1g;re