1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
31
32
33
34
35
36
37
38
39
40
41
42
43
44
45
46
47
48
49
50
51
52
53
54
55
56
57
58
59
60
61
62
63
64
65
66
67
68
69
70
71
72
73
74
75
76
77
78
79
80
81
82
83
84
85
86
87
88
89
90
91
92
93
94
95
96
97
98
99
100
101
102
103
104
105
106
107
108
109
110
111
112
113
114
115
116
117
118
119
120
121
122
123
124
125
126
127
128
129
130
131
132
133
134
135
| #include <iostream> // для cout и т.п.
#include <vector> // для класса vector
#include <string> // для класса string
#include <algorithm> // для алгоритма сортировки
#include <time.h> // для случайных величин
#include <math.h> // для abs()
#define GA_POPSIZE 2048 // размер популяции
#define GA_MAXITER 16384 // максимальное число итераций
#define GA_ELITRATE 0.10f // элитарность
#define GA_MUTATIONRATE 0.25f // мутации
#define GA_MUTATION RAND_MAX * GA_MUTATIONRATE
#define GA_TARGET std::string("Hello world!")
using namespace std;
struct ga_struct
{
string str; // строка
unsigned int fitness; // пригодность
};
typedef vector<ga_struct> ga_vector; // для краткости
void init_population(ga_vector &population,
ga_vector &buffer )
{
int tsize = GA_TARGET.size();
for (int i=0; i<GA_POPSIZE; i++) {
ga_struct citizen;
citizen.fitness = 0;
citizen.str.erase();
for (int j=0; j<tsize; j++)
citizen.str += (rand() % 90) + 32;
population.push_back(citizen);
}
buffer.resize(GA_POPSIZE);
}
void calc_fitness(ga_vector &population)
{
string target = GA_TARGET;
int tsize = target.size();
unsigned int fitness;
for (int i=0; i<GA_POPSIZE; i++) {
fitness = 0;
for (int j=0; j<tsize; j++) {
fitness += abs(int(population[i].str[j] - target[j]));
}
population[i].fitness = fitness;
}
}
bool fitness_sort(ga_struct x, ga_struct y)
{ return (x.fitness < y.fitness); }
inline void sort_by_fitness(ga_vector &population)
{ sort(population.begin(), population.end(), fitness_sort); }
void elitism(ga_vector &population,
ga_vector &buffer, int esize )
{
for (int i=0; i<esize; i++) {
buffer[i].str = population[i].str;
buffer[i].fitness = population[i].fitness;
}
}
void mutate(ga_struct &member)
{
int tsize = GA_TARGET.size();
int ipos = rand() % tsize;
int delta = (rand() % 90) + 32;
member.str[ipos] = ((member.str[ipos] + delta) % 122);
}
void mate(ga_vector &population, ga_vector &buffer)
{
int esize = GA_POPSIZE * GA_ELITRATE;
int tsize = GA_TARGET.size(), spos, i1, i2;
elitism(population, buffer, esize);
// Mate the rest
for (int i=esize; i<GA_POPSIZE; i++) {
i1 = rand() % (GA_POPSIZE / 2);
i2 = rand() % (GA_POPSIZE / 2);
spos = rand() % tsize;
buffer[i].str = population[i1].str.substr(0, spos) +
population[i2].str.substr(spos, esize - spos);
if (rand() < GA_MUTATION) mutate(buffer[i]);
}
}
inline void print_best(ga_vector &gav)
{ cout << "Best: " << gav[0].str << " (" << gav[0].fitness << ")" << endl; }
inline void swap(ga_vector *&population,
ga_vector *&buffer)
{ ga_vector *temp = population; population = buffer; buffer = temp; }
int main()
{
srand(unsigned(time(NULL)));
ga_vector pop_alpha, pop_beta;
ga_vector *population, *buffer;
init_population(pop_alpha, pop_beta);
population = &pop_alpha;
buffer = &pop_beta;
for (int i=0; i<GA_MAXITER; i++) {
calc_fitness(*population); // вычисляем пригодность
sort_by_fitness(*population); // сортируем популяцию
print_best(*population); // выводим лучшую популяцию
if ((*population)[0].fitness == 0) break;
mate(*population, *buffer); // спариваем популяции
swap(population, buffer); // очищаем буферы
}
return 0;
} |
(
Сообщение от volvo
