?? jga.java
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package ga;
import java.awt.Toolkit;
import javax.swing.SwingUtilities;
import javax.swing.UIManager;
import java.awt.Dimension;
/**無約束條件 max f(x1,x2)=21.5+x1*sin(4*pi*x1)+x2sin(20*pi*x2)
-3.0<x1<12.1
4.1<x2<5.8
1%的變異
25%交叉
旋轉轉輪選擇
* 實現Michalewicz
*@author not attributable
*@version 1.0
*/
public class JGA {
bestindival bd = null;
String[] ipop = new String[10];
int gernation = 0;
boolean packFrame = false;
public JGA() {
this.ipop = inialPops();
}
double calculatefitnessvalue(String str) { // str為染色體,前面18個為x1表示部分,后面15個為x2表示部分
String str1 = str.substring(0, 18); //(int beginIndex, int endIndex) 返回一個新字符串,它是此字符串的一個子字符串。
// System.out.println(str1);
String str2 = str.substring(18); //(int beginIndex) 返回一個新的字符串,它是此字符串的一個子字符串。
// System.out.println(str2);
int b1 = Integer.parseInt(str1, 2); //parseInt(String s, int radix) 使用第二個參數指定的基數,將字符串參數解析為有符號的整數。
// System.out.println(b1);
int b2 = Integer.parseInt(str2, 2); //parseInt(String s) 將字符串參數作為有符號的十進制整數進行解析
// System.out.println(b2);
double x1 = -3.0 + b1 * (12.1 - (-3.0)) / (Math.pow(2, 18) - 1); //math.pow 是求2的18次方
// System.out.println(x1);
double x2 = 4.1 + b2 * (5.8 - 4.1) / (Math.pow(2, 15) - 1);//解碼公式
// System.out.println(x2);
double fitness = 21.5 + x1 * Math.sin(4 * 3.1415926 * x1) + x2
* Math.sin(20 * 3.1415926 * x2);
//System.out.println("eval=f(" + x1 + "," + x2 + ")=" + fitness);
return fitness;
}
String inialPop() { // 初始化10個字符串
String res = "";
for (int i = 0; i < 33; i++) {
if (Math.random() > 0.5) {
res += "0";
} else {
res += "1";
} }
return res;
}
String[] inialPops() {
String[] ipop = new String[10];
for (int i = 0; i < 10; i++) {
ipop[i] = inialPop();
}
return ipop; }
void select() {
double evals[] = new double[10];// 所有染色體適應值
double p[] = new double[10];// 各染色體選擇概率
double q[] = new double[10];// 累計概率
double F = 0;
for (int i = 0; i < 10; i++) {
evals[i] = calculatefitnessvalue(ipop[i]);
if (bd == null) {
bd = new bestindival();
bd.fitness = evals[i];
bd.generations = 0;
bd.str = ipop[i];
} else {
if (evals[i] > bd.fitness)// 最好的記錄下來
{
bd.fitness = evals[i];
bd.generations = gernation;
bd.str = ipop[i];
} }
F = F + evals[i];// 所有染色體適應值總和
}
for (int i = 0; i < 10; i++) { // 各染色體選擇概率
p[i] = evals[i] / F;
if (i == 0)
q[i] = p[i];
else {
q[i] = q[i - 1] + p[i];
}
}
for (int i = 0; i < 10; i++) { double r = Math.random();
if (r <= q[0]) {
ipop[i] = ipop[0]; } else {
for (int j = 1; j < 10; j++) {
if (r < q[j]) {
ipop[i] = ipop[j];
break;
}
}
}
} } ;
void cross() { // 交叉率為25%,平均為25%的染色體進行交叉
String temp1, temp2;
for (int i = 0; i < 10; i++) {
if (Math.random() < 0.25) {
double r = Math.random();
int pos = (int) (Math.round(r * 1000)) % 33;//round(double a) 返回最接近參數的 long。
//round(float a) 返回最接近參數的 int。
if (pos == 0) {
pos = 1;
}
temp1 = ipop[i].substring(0, pos)
+ ipop[(i + 1) % 10].substring(pos);
temp2 = ipop[(i + 1) % 10].substring(0, pos)
+ ipop[i].substring(pos);
ipop[i] = temp1;
ipop[(i + 1) / 10] = temp2; } }
}
void mutation() {
// 1%基因變異m*pop_size 共330個基因,為了使每個基因都相投機會發生變異,需要產生[1--330]上均勻分布的
for (int i = 0; i < 4; i++) {
int num = (int) (Math.random() * 330 + 1);
int chromosomeNum = (int) (num / 33) + 1; // 染色體號
int mutationNum = num - (chromosomeNum - 1) * 33; // 基因號
if (mutationNum == 0)
mutationNum = 1;
//System.out.println(num + "," + chromosomeNum + "," + mutationNum);
chromosomeNum = chromosomeNum - 1;
if (chromosomeNum >= 10)
chromosomeNum = 9;
//System.out.println("變異前" + ipop[chromosomeNum]);
String temp;
if (ipop[chromosomeNum].charAt(mutationNum - 1) == '0') {
if (mutationNum == 1) {
temp = "1" + ipop[chromosomeNum].substring(mutationNum);
} else {
if (mutationNum != 33) {
temp = ipop[chromosomeNum]
.substring(0, mutationNum - 1)
+ "1"
+ ipop[chromosomeNum].substring(mutationNum);
} else {
temp = ipop[chromosomeNum]
.substring(0, mutationNum - 1)
+ "1";
}
}
} else {
if (mutationNum == 1) {
temp = "0" + ipop[chromosomeNum].substring(mutationNum);
} else {
if (mutationNum != 33) {
temp = ipop[chromosomeNum]
.substring(0, mutationNum - 1)
+ "0"
+ ipop[chromosomeNum].substring(mutationNum);
} else {
temp = ipop[chromosomeNum]
.substring(0, mutationNum - 1)
+ "1";
}
}
}
ipop[chromosomeNum] = temp;
//System.out.println("變異后" + ipop[chromosomeNum]);
} }
void process() {
for (int i = 0; i < 1000000; i++) {
select();
cross();
mutation();
gernation = i;
}
System.out.println("最優值" + bd.fitness + ",代數" + bd.generations);
}
public static void main(String args[]) {
JGA j = new JGA();
// System.out.println(j.calculatefitnessvalue("000001010100101001101111011111110"));
j.process();
}
class bestindival { // 存儲最佳的
public int generations;
public String str;
public double fitness;
}
}
/**
* Application entry point.
*
* @param args String[]
*/
/* public static void main(String[] args) {
SwingUtilities.invokeLater(new Runnable() {
public void run() {
try {
JGA j = new JGA();
// System.out.println(j.calculatefitnessvalue("000001010100101001101111011111110"));
j.process();
UIManager.setLookAndFeel(UIManager.
getSystemLookAndFeelClassName());
} catch (Exception exception) {
exception.printStackTrace();
}
new GaApp();
}
}
};
*/
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