2022年遗传算法程序代码--多目标优化--函数最值问题 .pdf

函数最值问题：F=X2+Y2-Z2,clear clc%初始化pc=0.9;%交叉概率pm=0.05;%变异概率popsize=500;chromlength1=21;chromlength2=23;chromlength3=20;chromlength=chromlength1+chromlength2+chromlength3;pop=initpop(popsize,chromlength);%产生初始种群for i=1:500 objvalue=calobjvalue(pop);%计算目标函数值fitvalue=calfitvalue(objvalue);%计算个体适应度newpop=selection(pop,fitvalue);%选择newpop1=crossover(newpop,pc);%交叉newpop2=mutation(newpop1,pm);%变异newobjvalue=newcalobjvalue(newpop2);%计算最新代目标函数值newfitvalue=newcalfitvalue(newobjvalue);%计 算新种群适应度值bestindividual,bestfit=best(newpop2,newfitvalue);%求出群体中适应值最大的个体及其适应值y(i)=max(bestfit);%储存最优个体适应值pop5=bestindividual;%储存最优个体n(i)=i;%记录最优代位置%解码x1(i)=0+decodechrom(pop5,1,21)*2/(pow2(21)-1);x2(i)=decodechrom(pop5,22,23)*6/(pow2(23)-1)-1;x3(i)=decodechrom(pop5,45,20)*1/(pow2(20)-1);pop=newpop2;end%绘图figure(1)%最优点变化趋势图i=1:500;plot(y(i),-b*)xlabel(迭代次数);ylabel(最优个体适应值);title(最优点变化趋势);legend(最优点);名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 1 页，共 6 页 -grid on z index=max(y);%计算最大值及其位置PO=n(index)%最优个体的位置X=x1(index)Y=x2(index)Z=x3(index)F=z function bestindividual,bestfit=best(newpop2,newfitvalue)%求出群体中最大得适应值及其个体%遗传算法子程序%Name:best.m px,py=size(newpop2);bestindividual=newpop2(1,:);bestfit=newfitvalue(1);for i=2:px if newfitvalue(i)bestfit bestindividual=newpop2(i,:);bestfit=newfitvalue(i);end end function fitvalue=calfitvalue(objvalue)%计算个体的适应值%遗传算法子程序%Name:calfitvalue.m fitvalue=objvalue;function objvalue=calobjvalue(pop)%计算目标函数值%遗传算法子程序%Name:calobjvalue.m temp1=decodechrom(pop,1,21);%将 pop 每行转化成十进制数相当于 X 名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 2 页，共 6 页 -temp2=decodechrom(pop,22,23);temp3=decodechrom(pop,45,20);x1=temp1*2/(pow2(21)-1);%将二值域中的数转化为变量域的数相当于十进制的X x2=temp2*6/(pow2(23)-1)-1;x3=temp3*1/(pow2(20)-1);objvalue=x1.2+x2.2-x3.2;%计算目标函数值function newpop1=crossover(newpop,pc)%交叉%遗传算法子程序%Name:crossover.m px,py=size(newpop);newpop1=zeros(size(newpop);for i=1:2:px-1 po=rand(1);if popc cpoint=round(rand*py);%随机寻找交叉点newpop1(i,:)=newpop(i+1,1:cpoint),newpop(i,cpoint+1:py);%相邻两个染色体在交叉点位置交叉newpop1(i+1,:)=newpop(i,1:cpoint),newpop(i+1,cpoint+1:py);else newpop1(i,:)=newpop(i,:);%不 产生新染色体newpop1(i+1,:)=newpop(i+1,:);end end function pop2=decodebinary(pop)%将二进制数转化为十进制数(1)%遗传算法子程序%Name:decodebinary.m%产生2n 2(n-1).1 的行向量，然后求和，将二进制转化为十进制px,py=size(pop);%求 pop 行和列数for i=1:py pop1(:,i)=2.(py-i).*pop(:,i);end 名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 3 页，共 6 页 -pop2=sum(pop1,2);%求 pop1 的每行之和function pop2=decodechrom(pop,spoint,length)%decodechrom.m 函数的功能是将染色体(或二进制编码)转换为十进制，参数spoint 表示待解码的二进制串的起始位置%(对于多个变量而言，如有两个变量，采用20 为表示，每个变量10 为，则第一个变量从1 开始，另一个变量从11 开始。)%参数 1ength 表示所截取的长度。%Name:decodechrom.m pop1=pop(:,spoint:spoint+length-1);pop2=decodebinary(pop1);function pop=initpop(popsize,chromlength)%初始化(编码)%initpop.m 函数的功能是实现群体的初始化，popsize 表示群体的大小，chromlength 表示染色体的长度(二值数的长度)，%长度大小取决于变量的二进制编码的长度。%遗传算法子程序%Name:initpop.m pop=round(rand(popsize,chromlength);%rand随机产生每个单元为0,1 行数为 popsize，列数为 chromlength 的矩阵，%round 对矩阵的每个单元进行圆整。这样产生的初始种群。function newpop2=mutation(newpop1,pm)%变异%Name:mutation.m px,py=size(newpop1);newpop2=zeros(px,py);for i=1:px ps=rand;if pspm mpoint=round(rand*py);if mpoint=0 名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 4 页，共 6 页 -mpoint=1;end if newpop1(i,mpoint)=0 newpop1(i,mpoint)=1;else newpop1(i,mpoint)=0;end else end end newpop2=newpop1;function newpop2=mutation(newpop1,pm)%变异%Name:mutation.m px,py=size(newpop1);newpop2=zeros(px,py);for i=1:px ps=rand;if pspm mpoint=round(rand*py);if mpoint=0 mpoint=1;end if newpop1(i,mpoint)=0 newpop1(i,mpoint)=1;else newpop1(i,mpoint)=0;end else end end newpop2=newpop1;名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 5 页，共 6 页 -function newobjvalue=newcalobjvalue(newpop2)%计算目标函数值，最新代%遗传算法子程序%Name:newcalobjvalue.m temp1=decodechrom(newpop2,1,21);%将 pop 每行转化成十进制数相当于 X temp2=decodechrom(newpop2,22,23);temp3=decodechrom(newpop2,45,20);x1=temp1*2/(pow2(21)-1);%将二值域中的数转化为变量域的数相当于十进制的X x2=temp2*6/(pow2(23)-1)-1;x3=temp3*1/(pow2(20)-1);newobjvalue=x1.2+x2.2-x3.2;%计算目标函数值function newpop=selection(pop,fitvalue)%选择操作objvalue=calobjvalue(pop);fitvalue=calfitvalue(objvalue);totalfit=sum(fitvalue);%求适应度值之和pfitvalue=fitvalue/totalfit;%单个个体被选择的概率if pfitvalue0 pfitvalue=0;end mfitvalue=cumsum(pfitvalue);%如 fitvalue=1 2 3 4，则cumsum(fitvalue)=1 3 6 10 px,py=size(pop);ms=sort(rand(px,1);%从小到大排列fitin=1;newin=1;newpop=zeros(px,py);while newinms(newin)newpop(newin,:)=pop(fitin,:);newin=newin+1;else fitin=fitin+1;end end 名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 6 页，共 6 页 -