欧美bbbwbbbw肥妇,免费乱码人妻系列日韩,一级黄片

python人工智能遺傳算法示例解析

 更新時(shí)間:2022年05月23日 09:17:19   作者:今年的浙江省狀元  
這篇文章主要為大家介紹了python人工智能遺傳算法示例解析,有需要的朋友可以借鑒參考下,希望能夠有所幫助,祝大家多多進(jìn)步,早日升職加薪

一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?/h2>

熟悉和掌握遺傳算法的原理、流程和編碼策略,并利用遺傳求解函數(shù)優(yōu)化問題,理解求解流程并測(cè)試主要參數(shù)對(duì)結(jié)果的影響。

二、實(shí)驗(yàn)原理

遺傳算法的基本思想正是基于模仿生物界遺傳學(xué)的遺傳過程。它把問題的參數(shù)用基因代表,把問題的解用染色體代表(在計(jì)算機(jī)里用二進(jìn)制碼表示),從而得到一個(gè)由具有不同染色體的個(gè)體組成的群體。這個(gè)群體在問題特定的環(huán)境里生存競(jìng)爭(zhēng),適者有最好的機(jī)會(huì)生存和個(gè)體組成的群體。后代隨機(jī)化地繼承了父代的最好特征,并也在生存環(huán)境的控制支配下繼續(xù)這一過程,群體的染色體都將逐漸適應(yīng)環(huán)境,不斷進(jìn)化,最后收斂到一族最適應(yīng)環(huán)境的類似個(gè)體,即得到問題最優(yōu)的解。

三、實(shí)驗(yàn)條件

Python3,Anaconda3,PyCharm

四、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容

import matplotlib.pyplot as plt
import random
import math
#計(jì)算函數(shù)
def f(args):
    return f2(args)
def f1(args):
    return (3 - (math.sin(2*args[0]))**2 - (math.sin(2*args[1]))**2)
def f2(args):
    x = 1
    for i in range(len(args)):
        z = 0
        for j in range(5):
            z += (j+1) * math.cos(((j+1)+1)*args[i]+(j+1))
        x *= z
    return x
#適應(yīng)函數(shù)
def s(x):
    return s2(x)
def s1(x):
    return math.exp(-abs(x-1))
def s2(x):
    return math.exp(-abs(x+187))
# 計(jì)算2進(jìn)制序列代表的數(shù)值
'''
解碼并計(jì)算值
group 染色體
chrom_length 染色體長(zhǎng)度
max_value, min_value 上下限
div 分界點(diǎn)
'''
def b2d(b, chrom_length, max_value, min_value, div):
    rwno = []
    #因?yàn)槿旧w里面有多個(gè)變量,所以需要div來分割
    for i in range(len(div)):
        if i == 0:
            star = 0
            end = div[i]
        else:
            star = div[i-1] + 1
            end = div[i]
        t = 0
        for j in range(star, end): # 分隔參數(shù)[1,2,3||4,5,6]
            t += b[j] * (math.pow(2, j - star))
        t = t * max_value / (math.pow(2, end - star + 1) - 1) - min_value
        rwno.append(t)
    return rwno # 這是一個(gè)list
'''
計(jì)算當(dāng)前函數(shù)值
group 染色體
chrom_length 染色體長(zhǎng)度
max_value,min_value 最大最小值
divid 分割
'''
def calobjValue(group, chrom_length, max_value, min_value, divid):
    obj_value = []
    for i in range(len(group)):      
        x = b2d(group[i], chrom_length, max_value, min_value, divid)#這里面可能是多個(gè)變量
        obj_value.append(f(x))
    return obj_value
# 獲取適應(yīng)值
def calfitValue(obj_value):
    fit_value = []
    for i in range(len(obj_value)):
        temp =  s(obj_value[i]) # 調(diào)用適應(yīng)函數(shù)計(jì)算
        fit_value.append(temp)
    return fit_value
#累計(jì)適應(yīng)值方便計(jì)算平均
def sum_fit(fit_value):
    total = 0
    for i in range(len(fit_value)):
        total += fit_value[i]
    return total
# 轉(zhuǎn)輪盤選擇法
def selection(group, fit_value):
    newfit_value = [] #[ [[染色體], [錨點(diǎn)]],... ]
    newgroup = [] #[ [父], [母], [父], [母],....]
    # 適應(yīng)度總和
    total_fit = sum_fit(fit_value)
    # 設(shè)置各個(gè)的錨點(diǎn)
    t = 0
    for i in range(len(group)):
        t += fit_value[i]/total_fit
        newfit_value.append([group[i], t])
    # 轉(zhuǎn)輪盤選擇法
    for i in range(len(newfit_value)):
        parents = len(newfit_value) # 初始化指針
        r = random.random() #指針
        for j in range(len(newfit_value)):#看看指針指到睡了
            if newfit_value[j][1] > r:
                parents = j
                break
        newgroup.append(newfit_value[parents][0])
    return newgroup
# 交配
def crossover(group, fit_value, pc):
    parents_group = selection(group, fit_value) #[ [[父], [母]],....]
    group_len = len(parents_group)
    for i in range(0, group_len, 2):
        if(random.random() < pc): # 看看是否要交配
            cpoint = random.randint(0, len(parents_group[0])) # 隨機(jī)交叉點(diǎn)
            temp1 = []
            temp2 = []
            temp1.extend(parents_group[i][0:cpoint])
            temp1.extend(parents_group[i+1][cpoint:len(parents_group[i])])
            temp2.extend(parents_group[i+1][0:cpoint])
            temp2.extend(parents_group[i][cpoint:len(parents_group[i])])
            group[i] = temp1
            group[i+1] = temp2
# 基因突變
def mutation(group, pm):
    px = len(group)
    py = len(group[0])
    for i in range(px): # 遍歷
        if(random.random() < pm):
            mpoint = random.randint(0, py-1) # 取要變異哪個(gè)
            if(group[i][mpoint] == 1):
                group[i][mpoint] = 0
            else:
                group[i][mpoint] = 1
'''
找出最優(yōu)解和最優(yōu)解的基因編碼
group 種群染色去
fit_value 種群適應(yīng)
'''
def best(group, fit_value):
    px = len(group)
    best_in = group[0]
    best_fit = fit_value[0]
    for i in range(1, px):
        if(fit_value[i] > best_fit):
            best_fit = fit_value[i]
            best_in = group[i]
    #print(best_in)
    return [best_in, best_fit]
'''
創(chuàng)建初代種群
group_size 種群大小
chrom_length 染色體長(zhǎng)度
'''
def getFisrtGroup(group_size, chrom_length):
    #print('初代種群:')
    group = []
    for i in range(group_size):
        temp = []
        for j in range(chrom_length):
            temp.append(random.randint(0, 1))
        group.append(temp)
    #print(group)
    return group
generation = 50  # 繁衍代數(shù)(數(shù)量越小,出結(jié)果膾,迭代次數(shù)越少)
group_size = 400     # 染色體數(shù)量,偶數(shù)
max_value = 20       # 范圍
min_value = 10       # 偏移修正
chrom_length = 800   # 染色體長(zhǎng)度
divid = [399, chrom_length-1]    # 輸入值分界點(diǎn), 最后一位必須是染色體長(zhǎng)度
pc = 0.7            # 交配概率
pm = 0.1            # 變異概率
results = []        # 存儲(chǔ)每一代的最優(yōu)解
fit_value = []      # 個(gè)體適應(yīng)度
points = [] #多個(gè)最優(yōu)解
#生成初代
group = getFisrtGroup(group_size, chrom_length)
for i in range(generation):
    if i > 100:
        pm = 0.01
    if i > 1000:
        pm = 0.001
    obj_value = calobjValue(group, chrom_length, max_value, min_value, divid)   # 個(gè)體評(píng)價(jià)
    fit_value = calfitValue(obj_value)  # 獲取群體適應(yīng)值
    best_individual, best_fit = best(group, fit_value)  # 返回最優(yōu)基因, 最優(yōu)適應(yīng)值
    xx = b2d(best_individual, chrom_length, max_value, min_value, divid)
    if( abs(f(xx)+186.730909) < 0.000001):#找到最優(yōu)解
        flag = False
        for p in points:
            if( (abs(xx[0]-p[0]) < 0.1) and (abs(xx[1]-p[1]) < 0.1) ):#剔除重復(fù)解
                flag = True
                break
        if flag == False:
            print(xx)
            points.append(xx)
    results.append([i, best_fit, b2d(best_individual, chrom_length, max_value, min_value, divid), best_individual])  #加進(jìn)坐標(biāo)里
    crossover(group, fit_value, pc) # 交配
    mutation(group, pm) # 變異
#results.sort(key=lambda x:x[1])
rank = sorted(results, key=lambda x:x[1])
#print('\n', rank[-1])
#print(results)
x = b2d(rank[-1][3], chrom_length, max_value, min_value, divid)
#最終結(jié)果
print("f(x) = " , f(x) , "x = " , x , " 染色體 = ", rank[-1][3], "  適應(yīng)值 = ", rank[-1][1], "代數(shù):", rank[-1][0])
#輸出適應(yīng)圖
X = []
Y = []
for i in range(generation):
    X.append(i)
    Y.append(results[i][1])
plt.plot(X, Y)
plt.show()

五、實(shí)驗(yàn)結(jié)果

以上就是python人工智能遺傳算法示例解析的詳細(xì)內(nèi)容,更多關(guān)于python人工智能遺傳算法的資料請(qǐng)關(guān)注腳本之家其它相關(guān)文章!

相關(guān)文章

  • python生成器與迭代器詳解

    python生成器與迭代器詳解

    本文主要給大家記錄一下列表生成式,生成器和迭代器的知識(shí)點(diǎn),希望對(duì)大家學(xué)習(xí)python能夠有所幫助
    2019-01-01
  • Python3安裝Scrapy的方法步驟

    Python3安裝Scrapy的方法步驟

    本篇文章主要介紹了Python3安裝Scrapy的方法步驟,小編覺得挺不錯(cuò)的,現(xiàn)在分享給大家,也給大家做個(gè)參考。一起跟隨小編過來看看吧
    2017-11-11
  • Python2與Python3關(guān)于字符串編碼處理的差別總結(jié)

    Python2與Python3關(guān)于字符串編碼處理的差別總結(jié)

    這篇文章主要給大家介紹了Python2與Python3關(guān)于字符串編碼處理差別的相關(guān)資料,文中通過示例代碼介紹的非常詳細(xì),對(duì)大家的學(xué)習(xí)或者工作具有一定的參考學(xué)習(xí)價(jià)值,需要的朋友們下面隨著小編來一起學(xué)習(xí)學(xué)習(xí)吧
    2020-09-09
  • 一個(gè)非常簡(jiǎn)單好用的Python圖形界面庫(kù)(PysimpleGUI)

    一個(gè)非常簡(jiǎn)單好用的Python圖形界面庫(kù)(PysimpleGUI)

    這篇文章主要介紹了一個(gè)非常簡(jiǎn)單好用的Python圖形界面庫(kù),文中通過示例代碼介紹的非常詳細(xì),對(duì)大家的學(xué)習(xí)或者工作具有一定的參考學(xué)習(xí)價(jià)值,需要的朋友們下面隨著小編來一起學(xué)習(xí)學(xué)習(xí)吧
    2020-12-12
  • python 實(shí)現(xiàn)音頻疊加的示例

    python 實(shí)現(xiàn)音頻疊加的示例

    這篇文章主要介紹了python 實(shí)現(xiàn)音頻疊加的示例,幫助大家更好的理解和使用python處理聲音文件,感興趣的朋友可以了解下
    2020-10-10
  • python搭建虛擬環(huán)境的步驟詳解

    python搭建虛擬環(huán)境的步驟詳解

    相信每位python都知道,進(jìn)行不同的python項(xiàng)目開發(fā),有的時(shí)候會(huì)遇到這樣的情況:python 版本不一樣,使用的軟件包版本不一樣。這種問題最佳的解決辦法是為不同的項(xiàng)目搭建獨(dú)立的 python 環(huán)境。下面來一起看看吧。
    2016-09-09
  • 基于Python實(shí)現(xiàn)千圖成像工具的示例代碼

    基于Python實(shí)現(xiàn)千圖成像工具的示例代碼

    千圖成像也就是用N張圖片組成一張圖片的效果。這篇文章將利用Python語(yǔ)言編寫一個(gè)簡(jiǎn)單的千圖成像工具,感興趣的小伙伴可以了解一下
    2022-07-07
  • Python?pandas庫(kù)中isnull函數(shù)使用方法

    Python?pandas庫(kù)中isnull函數(shù)使用方法

    這篇文章主要介紹了Python?pandas庫(kù)中isnull函數(shù)使用方法,python的pandas庫(kù)中有?個(gè)?分便利的isnull()函數(shù),它可以?來判斷缺失值,具體介紹需要的小伙伴可以參考一下
    2022-06-06
  • Django drf請(qǐng)求模塊源碼解析

    Django drf請(qǐng)求模塊源碼解析

    APIView中的dispatch是整個(gè)請(qǐng)求生命過程的核心方法,包含了請(qǐng)求模塊,權(quán)限驗(yàn)證,異常模塊和響應(yīng)模塊,我們先來介紹請(qǐng)求模塊,對(duì)Django drf請(qǐng)求模塊源碼相關(guān)知識(shí)感興趣的朋友一起看看吧
    2021-06-06
  • Python教程之基本運(yùn)算符的使用(下)

    Python教程之基本運(yùn)算符的使用(下)

    Python運(yùn)算符通常用于對(duì)值和變量執(zhí)行操作。這些是用于邏輯和算術(shù)運(yùn)算的標(biāo)準(zhǔn)符號(hào)。在本文中,我們將研究運(yùn)算符的優(yōu)先級(jí)和關(guān)聯(lián)性,感興趣的可以了解一下
    2022-09-09

最新評(píng)論