当前位置：首页 > news >正文

遗传算法（Genetic Algorithm, GA）

news 来源：原创 2025/7/27 20:46:48

简介

遗传算法（Genetic Algorithm, GA）是一种基于自然选择和遗传机制的优化算法，由 John Holland 于20世纪70年代提出。它是一种模拟生物进化过程的启发式搜索算法，被广泛应用于函数优化、机器学习、调度问题等领域。

代码说明

参数定义：
设置种群大小、基因长度、最大代数、交叉概率、变异概率等参数。
适应度函数：
目标函数为 f(x)=x^2 ，即计算个体的适应度值。
初始化种群：
随机生成一个种群，每个个体用 5 位二进制编码，表示范围[0,31]的整数。
选择操作（selection）：
使用轮盘赌选择方法，根据适应度值的比例概率挑选个体。
交叉操作（crossover）：
使用单点交叉，将两个父代基因部分交换生成子代。
变异操作（mutate）：
以一定概率随机翻转个体的某个位，模拟基因突变。
主循环：
每一代执行以下操作：
计算每个个体的适应度值。
记录本代中适应度最高的个体。
执行选择、交叉和变异操作生成下一代种群。
重复直到达到指定代数。
结果输出与可视化：
打印每代的最佳适应度及个体。
绘制代数与最佳适应度的变化趋势图。
在这里插入图片描述

代码

import random
import matplotlib.pyplot as plt# 遗传算法参数
POPULATION_SIZE = 10  # 种群大小
GENE_LENGTH = 5       # 基因长度
GENERATIONS = 20      # 最大代数
CROSSOVER_RATE = 0.8  # 交叉概率
MUTATION_RATE = 0.1   # 变异概率# 适应度函数
def fitness_function(x):return x ** 2# 初始化种群（随机生成二进制字符串）
def initialize_population():return [random.randint(0, 2**GENE_LENGTH - 1) for _ in range(POPULATION_SIZE)]# 个体解码（二进制 -> 十进制）
def decode(individual):return individual# 选择操作（轮盘赌选择）
def selection(population, fitness_values):total_fitness = sum(fitness_values)probabilities = [f / total_fitness for f in fitness_values]cumulative_probs = [sum(probabilities[:i+1]) for i in range(len(probabilities))]selected = []for _ in range(POPULATION_SIZE):r = random.random()for i, cumulative_prob in enumerate(cumulative_probs):if r <= cumulative_prob:selected.append(population[i])breakreturn selected# 交叉操作
def crossover(parent1, parent2):if random.random() < CROSSOVER_RATE:point = random.randint(1, GENE_LENGTH - 1)mask = (1 << point) - 1child1 = (parent1 & mask) | (parent2 & ~mask)child2 = (parent2 & mask) | (parent1 & ~mask)return child1, child2return parent1, parent2# 变异操作
def mutate(individual):for i in range(GENE_LENGTH):if random.random() < MUTATION_RATE:individual ^= (1 << i)  # 翻转某个位return individual# 遗传算法主程序
def genetic_algorithm():# 初始化种群population = initialize_population()best_fitness_history = []  # 每一代的最佳适应度记录for generation in range(GENERATIONS):# 计算适应度fitness_values = [fitness_function(decode(ind)) for ind in population]best_fitness = max(fitness_values)best_fitness_history.append(best_fitness)  # 记录当前代的最佳适应度# 打印每代的最佳结果best_individual = population[fitness_values.index(best_fitness)]print(f"Generation {generation + 1}: Best fitness = {best_fitness}, Best individual = {best_individual} (Decoded: {decode(best_individual)})")# 选择操作selected_population = selection(population, fitness_values)# 交叉操作next_generation = []for i in range(0, POPULATION_SIZE, 2):parent1 = selected_population[i]parent2 = selected_population[(i + 1) % POPULATION_SIZE]child1, child2 = crossover(parent1, parent2)next_generation.extend([child1, child2])# 变异操作population = [mutate(ind) for ind in next_generation]# 返回结果和适应度历史final_fitness_values = [fitness_function(decode(ind)) for ind in population]best_individual = population[final_fitness_values.index(max(final_fitness_values))]return best_individual, max(final_fitness_values), best_fitness_history# 运行遗传算法
best_individual, best_fitness, fitness_history = genetic_algorithm()# 打印最优结果
print(f"Optimal solution: {best_individual} (Decoded: {decode(best_individual)}), Fitness: {best_fitness}")# 绘制统计图
plt.figure(figsize=(10, 6))
plt.plot(range(1, GENERATIONS + 1), fitness_history, marker='o', linestyle='-', color='b', label='Best Fitness')
plt.title("Genetic Algorithm Convergence", fontsize=14)
plt.xlabel("Generation", fontsize=12)
plt.ylabel("Fitness Value", fontsize=12)
plt.grid(True)
plt.legend()
plt.show()

遗传算法（Genetic Algorithm, GA）

简介遗传算法（Genetic Algorithm, GA）是一种基于自然选择和遗传机制的优化算法，由 John Holland 于20世纪70年代提出。它是一种模拟生物进化过程的启发式搜索算法，被广泛应用于函数优化、机器学习、调度问题等领域。代码说明 …...

编程日记 2025/7/27 20:46:48

CentOS8.5.2111（7）完整的Apache综合实验

一、实验目标 1.掌握Linux系统中Apache服务器的安装与配置； 2.掌握个人主页、虚拟目录、基于用户和主机的访问控制及虚拟主机的实现方法。二、实验要求练习使用linux系统下WEB服务器的配置方法。三、实验背景重庆工程学院为筹备“重庆工程大学”特申请了c…...

编程日记 2025/7/26 23:12:28

flink学习（3）——方法的使用—对流的处理（map，flatMap，filter）

map 数据 86.149.9.216 10001 17/05/2015:10:05:30 GET /presentations/logstash-monitorama-2013/images/github-contributions.png 83.149.9.216 10002 17/05/2015:10:06:53 GET /presentations/logstash-monitorama-2013/css/print/paper.css 83.149.9.216 10002 17/05/20…...

编程日记 2025/7/27 20:39:25

Feed流系统重构：架构篇

重构对我而言，最大的乐趣在于解决问题。我曾参与一个C#彩票算奖系统的重构，那时系统常因超时引发用户投诉。接手任务时，我既激动又紧张，连续两天几乎废寝忘食地编码。结果令人振奋，算奖时间从一小时大幅缩短至十分钟。…...

编程日记 2025/7/22 21:24:26

YOLOv11融合[NeurlS2022]递归门控卷积gnconv模块及相关改进思路

YOLOv11v10v8使用教程： YOLOv11入门到入土使用教程 YOLOv11改进汇总贴：YOLOv11及自研模型更新汇总《HorNet: Efficient High-Order Spatial Interactions with Recursive Gated Convolutions》一、模块介绍论文链接：https://arxiv.org…...

编程日记 2025/7/27 20:32:11

java: itext 5.5 create pdf

/*** encoding: utf-8* 版权所有 2024 ©涂聚文有限公司* 许可信息查看： https://github.com/itext/itext-publications-examples-java/blob/develop/src/main/java/com/itextpdf/samples/sandbox/fonts/FreeSansBold.java* 描述：https://mvnreposit…...

编程日记 2025/7/22 8:30:30

EF Core学习笔记二

一、新建.net core的控制台项目二、安装Entity Framework Core 我们使用的数据库是Sqlite，所以我们需要的程序包是Microsoft.EntityFrameworkCore.Sqlite。如果想了解更多EF Core NuGet包，请参考：EF Core NuGet 包 | Microsoft Learn Install-Package Microsoft.Entit…...

编程日记 2025/7/21 22:13:41

快速排序【hoare版】

目录介绍算法思路函数实现函数声明确定基准值创建新函数创建循环找数据（right，left） 交换左右数据交换条件设置外部循坏条件设置初步总结代码循环条件完善内层循环的完善外层循环的完善相遇值大于keyi 相遇值等于k…...

编程日记 2025/7/27 20:40:53

day03（单片机高级）RTOS

目录 RTOS(实时操作系统) 裸机开发模式轮询方式前后台（中断方式） 改进（前后台（中断））定时器裸机进一步优化裸机的其他问题 RTOS的概念什么是RTOS 为什么要使用 RTOS RTOS的应用场景 RTOS的…...

编程日记 2025/7/27 20:46:11

vue中v-if和v-show的区别

文章为本菜鸡学习过程中遇到的问题记录，不是专业的，如有问题和不足还请大佬指正 >参考文章文章目录前言1、v-if2、v-show3、v-if和v-show的区别前言问题描述： 在完成表单验证任务的学习过程中，发现在使用v-show隐藏元素后…...

编程日记 2025/7/27 20:37:03

MacOS通过VMware Fusion安装windows 11问题汇总

环境虚拟机，VMware Fusion 13.6.1本地机器，ARM芯片的Mac，系统版本14.5Windows系统镜像，Window11 ARM 64 bit 安装卡在WiFi连接界面适合我本地环境的解决步骤为： 1、系统设置网络共享我开启的是en5，这…...

编程日记 2025/7/27 20:35:34

Stable Diffusion的解读（二）

Stable Diffusion的解读（二） 文章目录 Stable Diffusion的解读（二）摘要Abstract一、机器学习部分1. 算法梳理1.1 LDM采样算法1.2 U-Net结构组成 2. Stable Diffusion 官方 GitHub 仓库2.1 安装2.2 主函数2.3 DDIM采样器2.4 Unet 3…...

编程日记 2025/7/27 17:07:38

十五届蓝桥杯赛题-c/c++ 大学b组

握手问题很简单，相互牵手即可，但是要注意，第一个人只能与其他49个人牵手，所以开头是加上49 #include <iostream> using namespace std; int main() {int cnt0;for(int i49;i>7;i--){cnti;//cout<<i<<&quo…...

编程日记 2025/7/27 20:27:21

NFS搭建

NFS搭建单节点安装配置服务器安装配置启动并使NFS服务开机自启客户端挂载查看是否能发现服务器的共享文件夹创建挂载目录临时挂载自动挂载双节点安装配置服务器安装配置服务端配置NFS服务端配置Keepalived编辑nfs_check.sh监控脚本安装部署RsyncInofity 客户端单节点安装配置…...

编程日记 2025/7/27 20:38:40

【贪心算法第二弹——2208.将数组和减半的最小操作数】

1.题目解析题目来源 2208.将数组和减半的最小操作数——力扣测试用例 2.算法原理(贪心策略) 3.实战代码 class Solution { public:int halveArray(vector<int>& nums) {priority_queue<double> hash;double sum 0.0;for(auto e : nums){hash.push(e);sum …...

编程日记 2025/7/25 19:52:36

ByteBuffer 与 ByteBuf 的对比与优缺点分析

在 Java 网络编程和高性能 I/O 场景中，ByteBuffer 和 ByteBuf 是两种重要的缓冲区处理工具。ByteBuffer 是 Java NIO 标准库的一部分，而 ByteBuf 是由 Netty 框架提供的增强缓冲区工具。在实际开发中，选择哪一种取决于场景需求和性能目标。 …...

编程日记 2025/7/23 13:12:49

SpringBoot 集成 html2Pdf

一、概述： 1. springboot如何生成pdf，接口可以预览可以下载 2. vue下载通过bold如何下载 3. 一些细节：页脚、页眉、水印、每一页得样式添加二、直接上代码【主要是一个记录下次开发更快】模板位置 1. 导入pom包 <dependency><g…...

编程日记 2025/7/26 23:17:39

【IDEA】插件篇

环境：Mac M ，IDEA 2024.2.4 一、汉化 & 汉化后转回英文 1、汉化 IntelliJ IDEA -> Preferences -> Plugins -> MarketPlace，输入 chinese，点击安装，安装完成后重启IDE 2、汉化后转回英文 IntelliJ …...

编程日记 2025/7/26 19:19:20

librdns一个开源DNS解析库

原文地址：librdns一个开源DNS解析库 – 无敌牛欢迎参观我的个人博客：无敌牛 – 技术/著作/典籍/分享等介绍 librdns是一个开源的异步多功能插件式的解析器，用于DNS解析。源代码地址：GitHub - vstakhov/librdns: Asynchrono…...

编程日记 2025/7/23 4:46:41

数据结构【带环单链表】

在单链表中可能会存在一种情况，某一结点在经过几次转移之后回到了自己本身，这种情况就称之为带环链表。对于带环链表，我们不能轻易对其进行遍历，遍历可能会导致产生死循环。带环链表的逻辑图如下所示：（这…...

编程日记 2025/7/26 18:40:20

CodiMD导出pdf失败或无中文

CodiMD导出pdf失败，弹出文件保存窗口，有个pdf文件能下载，但是保存的时候提示“网站出问题了”，实际到服务器上看会发现docker崩溃了。解决办法： 使用最新的CodiMD镜像，如nabo.codimd.dev/hackmdio/hackmd:…...

编程日记 2025/7/17 12:38:10

基于Java Springboot高校教务管理系统

一、作品包含源码数据库设计文档万字PPT全套环境和工具资源部署教程二、项目技术前端技术：Html、Css、Js、Vue、Element-ui 数据库：MySQL 后端技术：Java、Spring Boot、MyBatis 三、运行环境开发工具：IDEA/eclipse 数据…...

编程日记 2025/7/24 12:27:04

大数据调度组件之Apache DolphinScheduler

Apache DolphinScheduler 是一个分布式易扩展的可视化 DAG 工作流任务调度系统。致力于解决数据处理流程中错综复杂的依赖关系，使调度系统在数据处理流程中开箱即用。主要特性易于部署，提供四种部署方式，包括Standalone、Cluster、Docker和…...

编程日记 2025/7/24 20:10:55

Python 快速入门（上篇）❖ Python基础知识

Python 基础知识 Python安装**运行第一个程序：基本数据类型算术运算符变量赋值操作符转义符获取用户输入综合案例：简单计算器实现Python安装** Linux安装： yum install python36 -y或者编译安装指定版本：https://www.python.org/downloads/source/ wget https://www.pyt…...

编程日记 2025/7/21 9:22:38

JAVA实现将PDF转换成word文档

POM.xml <?xml version"1.0" encoding"UTF-8"?> <project xmlns"http://maven.apache.org/POM/4.0.0" xmlns:xsi"http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance"xsi:schemaLocation"http://maven.apache.org/POM/4.0.…...

编程日记 2025/7/21 1:11:31

Python学习29天

二分查找 # 定义函数冒泡排序法从大到小排列 def bbble_sort(list):# i控制排序次数for i in range(len(list) - 1):# j控制每次排序比较次数for j in range(len(list) - 1 - i):if list[j] < list[j 1]:list[j], list[j 1] list[j 1], list[j] # 定义二分查找函数 def…...

编程日记 2025/7/24 18:22:50

FreeSWITCH 简单图形化界面35 - 使用python脚本

FreeSWITCH 简单图形化界面35 - 使用python脚本测试环境1、mod_python编译2、Python编写拨号规则(dialplan)测试一下不带参数带参数 3、使用Python执行freeSWITCH的API测试一下 4、Python执行session API测试一下 5、Python编写聊天规则(chatplan)测试一下 6、Python执行messa…...

编程日记 2025/7/26 8:36:24

基于AIRTEST和Jmeter、Postman的自动化测试框架

基于目前项目和团队技术升级，采用了UI自动化和接口自动化联动数据，进行相关测试活动，获得更好的测试质量和测试结果。...

编程日记 2025/6/27 21:12:27

web-03

CSS回顾选择器标签选择器标签{}ID选择器标签中定义ID属性。 #ID值{}类选择器标签中使用class属性 .类名{}关于DIV/span div任意的大小的长方形，大小css： width, height控制。—换行 span-- 一行内 CSS常用属性 width/height 宽度/高度定义&…...

编程日记 2025/7/25 5:52:24

MySQL 死锁

一、引言在 MySQL 数据库的使用过程中，死锁问题就像一颗隐藏在暗处的 “定时炸弹”，平时可能感觉不到它的存在，但一旦触发，就可能导致数据库事务无法正常推进，严重影响系统的性能和可用性。对于开发人员和数据库管理员…...

编程日记 2025/7/27 6:38:37

M｜大脑越狱

rating: 7.0 豆瓣: 7.6 上映时间: “2015” 类型: M悬疑导演: 约瑟夫怀特 Joseph White 主演: 亚历山大欧文 Alexander Owen爱德华富兰克林 Edward Franklin 国家/地区: 英国片长/分钟: 20分钟 M｜大脑越狱想法不错，但是逻辑比较一般。属于…...

编程日记 2025/7/26 22:52:23

CSS3_媒体查询（十一）

CSS3_响应式布局 1、媒体样式在不同媒体上显示不同的样式。常用阈值： 小于768px：小屏幕；768px-992px：中等屏幕；992px-1200px：大屏幕；大于1200px：超大屏幕。 <!DOCTYPE html>…...

编程日记 2025/7/23 22:18:28

Spring |（四）IoC/DI配置管理第三方bean

文章目录 📚数据源对象管理🐇环境准备🐇实现Druid管理🐇实现C3P0管理 📚加载properties文件🐇第三方bean属性优化🐇读取单个属性学习来源：黑马程序员SSM框架教程_SpringSpringMVCMa…...

编程日记 2025/7/22 11:44:05

Qt桌面应用开发第六天（鼠标事件定时器事件定时器类事件分发器事件过滤器）

目录 1.1鼠标进入和离开enterEvent\leaveEvent 1.2鼠标按下释放和移动mousePressEvent\mouseReleaseEvent\mouseMoveEvent 1.3定时器事件timerEvent 1.4定时器类QTimer 1.5事件分发器event 1.6事件过滤器eventFilter 1.1鼠标进入和离开enterEvent\leaveEvent 事件&#x…...

编程日记 2025/7/27 15:52:42

MySQL-存储过程

目录一、存储过程定义二、存储过程创建 1、变量的定义 2、存储过程的分支语句 2.1 双分支IF语句 2.2 多分支IF语句 3、存储过程的循环语句三、存储过程调用四、存储过程显示和删除一、存储过程定义存储过程（Stored Procedure）是一种在数…...

编程日记 2025/7/23 23:05:41

数据指标与标签在数据分析中的关系与应用

导读：分享数据指标体系的文章很多，但讲数据标签的文章很少。实际上，标签和指标一样，是数据分析的左膀右臂，两者同样重要。实际上，很多人分析不深入，就是因为缺少对标签的应用。今天系统的讲解下…...

编程日记 2025/7/25 19:37:07

LWE详细介绍

LWE问题，即学习误差问题（Learning With Errors problem），是密码学中一个重要的硬问题，尤其在后量子密码学中占有核心地位。LWE问题由Regev在2005年提出，其设计基于格理论，被认为是一个在平均情况…...

编程日记 2025/7/27 18:49:20

Linux系统Docker部署开源在线协作笔记Trilium Notes与远程访问详细教程

目录 ⛳️推荐前言 1. 安装docker与docker-compose 2. 启动容器运行镜像 3. 本地访问测试 4.安装内网穿透 5. 创建公网地址 6. 创建固定公网地址 ⛳️推荐前些天发现了一个巨牛的人工智能学习网站，通俗易懂，风趣幽默，忍不住分享一下…...

编程日记 2025/7/25 18:07:04

【Spring MVC】初步了解Spring MVC的基本概念与如何与浏览器建立连接

前言 🌟🌟本期讲解关于SpringMVC的基础概念，以及如何实现与浏览器的连接，参数的传递~~~ 🌈感兴趣的小伙伴看一看小编主页：GGBondlctrl-CSDN博客 🔥 你的点赞就是小编不断更新的最大动力 …...

编程日记 2025/7/24 9:01:48

游戏AI实现-决策树

代码实现： 定义一个决策树节点 class DecisionTreeNode{public DecisionTreeNode(){} } 定义一个行为类： class Action : DecisionTreeNode{ } 定义一个决策类： class Decision : DecisionTreeNode{ } 应用： 参考书…...

编程日记 2025/7/23 2:53:40

9个最佳WordPress PDF插件(查看器、嵌入和下载)

在过去的几年里，我们一直在使用不同的 PDF 插件在我们的网站上创建、编辑和嵌入文档。然而，经过多次尝试和错误，我们意识到并不是每个插件都是相同的。事实上，为您的企业或电子商务网站选择合适的 PDF 插件可能是一项艰巨的任务…...

编程日记 2025/7/25 6:08:53

odoo18中模型的常用字段类型

字段的公共属性: Char 字符类型，对应数据库中varchar类型，除了通用类型外接收另外两个参数： size: 字符长度，超出的长度将被截断 trim: 默认True，是否字段值应该被去空白。 Text 文本类型，对应数据库…...

编程日记 2025/7/27 20:45:38

VUE 指令事件绑定，.stop阻止冒泡

1、VUE 的模板语法和指令目的增强html的功能所有的指令以自定义属性的方式去写 v-xxx ,指令就是vue提供给我们能够更方便将数据和页面展示出来的操作，具体就是以数据去驱动DOM ,简化DOM操作的行为。 2、内容渲染指令 ① {{}} 模板渲染（模板引擎&am…...

编程日记 2025/7/24 4:28:24

在Excel中处理不规范的日期格式数据并判断格式是否正确

有一个Excel表，录入的日期格式很混乱，有些看着差不多，但实际多一个空格少一个字符很难发现，希望的理想格式是 1980-01-01，10位，即：“YYYY-mm-dd”，实际上数据表中这样的格式都有 19…...

编程日记 2025/7/23 1:18:57

webpack基础配置

文章目录一、默认入口和默认出口二、资源配置三、输出文件3.1 多文件入口3.2 HtmlWebpackPlugin插件四、环境4.1 环境变量4.2 热更新五、代码分离5.1 公共模块5.2 懒加载5.3 预获取/预加载模块六、缓存七、Tree Shaking八、公共路径 webpack 是一个用于现代 JavaScript 应用…...

编程日记 2025/7/22 5:30:25

stm32利用LED配置基础寄存器+体验滴答定时器+hal库环境配置

P1 LED控制与流水灯效果实现概述大家好，今天我们来学习一下如何在STM32上控制LED灯，并且实现一个流水灯的效果。这不仅是一个基础的实践，也是嵌入式开发中非常常见的需求。 LED控制 1. LED初始化首先，我们需要对LED灯对应…...

编程日记 2025/7/25 8:42:17

Spark RDD sortBy算子执行时进行数据 “采样”是什么意思？

一、sortBy 和 RangePartitioner sortBy 在 Spark 中会在执行排序时采用 rangePartitioner 进行分区，这会影响数据的分区方式，并且这一步骤是通过对数据进行 “采样” 来计算分区的范围。不过，重要的是，sortBy 本身仍然是一个 tr…...

编程日记 2025/7/26 12:28:48

Ubuntu24.04下的docker问题

按官网提示是可以安装成功的，但是curl无法使用https下载，会造成下述语句执行失败 # Add Dockers official GPG key: sudo apt-get update sudo apt-get install ca-certificates curl sudo install -m 0755 -d /etc/apt/keyrings sudo curl -fsSL https…...

编程日记 2025/7/25 21:28:05

Tri Mode Ethernet MAC IP核详解

本文对 Vivado 的三速 MAC IP 核（Tri Mode Ethernet MAC，TEMAC）进行介绍。在自行实现三速以太网 MAC 控制器时，GMII/RGMII 接口可以通过 IDDR、ODDR 原语实现，然而实际使用中自己实现的模块性能不是很稳定&#xff08…...

编程日记 2025/7/25 10:32:32

【U盘车载音乐】某宝198的3068首车载专用音乐合集【高音质】24G

「【U盘车载音乐】某宝198的3068首车载专用音乐合集【高音质】24G」复制下方口令，打开最新版「夸克APP」即可获取保存（防止和谐！！！） 口令： 动作懿范鉴真渡多好备用口令： /~19dc35…...

编程日记 2025/7/7 11:29:29

简介

代码说明

代码

相关文章：