PSO.rar_PSO_pso vc

// PSO.cpp: implementation of the CPSO class. // ////////////////////////////////////////////////////////////////////// //群微粒算法：本算法涌群微粒算法求目标函数的最大值 //本算法使用步骤 // （1）派生自己的群微粒类，类中必须定义double GetFit(PARTICLE&)方法，用来计算每个微粒的适合度 // （2）生成派生类实例，并在构造函数中指明微粒坐标维数和群体个数 // （2）设置微粒坐标上界数组和下界数组，并用SetXup与SetXdown设置微粒坐标上下界 // （3）用SetVmax方法设置微粒最大速度 // （4）设置可选参数：C1，C2，W和通讯函数 // （5）采用Run方法进行优化运算，优化后用GetBest方法获得最优个体适合度和坐标 #include "stdafx.h" #include "SBGA.h" #include "PSO.h" #ifdef _DEBUG #undef THIS_FILE static char THIS_FILE[]=__FILE__; #define new DEBUG_NEW #endif ////////////////////////////////////////////////////////////////////// // Construction/Destruction ////////////////////////////////////////////////////////////////////// //PSO构造函数 CPSO::CPSO() { Particle = 0; PNum = 0; GBestIndex = 0; Xup = 0; Xdown = 0; W = 1; C1 = 2; C2 = 2; Com = 0; } CPSO::CPSO(int dim, int num) { Particle = new PARTICLE[num]; for(int i=0; i<num; i++) Particle[i].SetDim(dim); PNum = num; GBestIndex = 0; Xup = new double[dim]; Xdown = new double[dim]; Vmax = new double[dim]; W = 1; C1 = 2; C2 = 2; Com = 0; } //析构函数 CPSO::~CPSO() { if(Particle) delete []Particle; if(Xup) delete []Xup; if(Xdown) delete []Xdown; if(Vmax) delete []Vmax; } //设置坐标上界 void CPSO::SetXup(double *up) { if(!Particle) return; for(int i=0; i<Particle[0].Dim; i++) Xup[i] = up[i]; } //设置坐标下界 void CPSO::SetXdown(double *d) { if(!Particle) return; for(int i=0; i<Particle[0].Dim;i++) Xdown[i] = d[i]; } //设置最大速度 void CPSO::SetVmax(double *max) { if(!Particle) return; for(int i=0; i<Particle[0].Dim;i++) Vmax[i] = max[i]; } void CPSO::SetVmax(double p) { if(!Particle) return; for(int i=0; i<Particle[0].Dim; i++) Vmax[i] = (Xup[i]-Xdown[i])*p; } //初始化群体 void CPSO::Initialize() { if(!Particle) return; static int kk=(unsigned)time(NULL); srand((unsigned)time(NULL)+kk++); GBestIndex = 0; for(int i=0; i<PNum; i++) { for(int j=0; j<Particle[i].Dim; j++) { Particle[i].X[j] = rand()/(double)RAND_MAX*(Xup[j]-Xdown[j])+Xdown[j];//初始化坐标 Particle[i].XBest[j] = Particle[i].X[j]; Particle[i].V[j] = rand()/(double)RAND_MAX*Vmax[j]-Vmax[j]/2;//初始化速度 } Particle[i].Fit = GetFit(Particle[i]); //计算该微粒适合度 Particle[i].FitBest = Particle[i].Fit; //设最优适合度初值 if(Particle[i].Fit<Particle[GBestIndex].Fit) GBestIndex = i;//查找群体最优微粒 } } //计算群体各个微粒适合度 void CPSO::CalFit() { if(!Particle) return; for(int i=0; i<PNum; i++) Particle[i].Fit = GetFit(Particle[i]); } //微粒飞翔,产生新一代微粒 void CPSO::ParticleFly() { static double FitBak[100]; if(!Particle) return; static int tt=(unsigned)time(NULL); srand((unsigned)time(NULL)+tt++); //整个群体飞向新的位置 for(int i=0; i<PNum; i++) { for(int j=0; j<Particle[i].Dim; j++) Particle[i].V[j] = W*Particle[i].V[j]+// (FitBak[i]-Particle[i].Fit)+//修改速度 rand()/(double)RAND_MAX*C1*(Particle[i].XBest[j]-Particle[i].X[j])+ rand()/(double)RAND_MAX*C2*(Particle[GBestIndex].XBest[j]-Particle[i].X[j]); for(j=0; j<Particle[i].Dim; j++) //检查速度最大值 { if(Particle[i].V[j]>Vmax[j]) Particle[i].V[j] = Vmax[j]; if(Particle[i].V[j]<-Vmax[j]) Particle[i].V[j] = -Vmax[j]; } for(j=0; j<Particle[i].Dim; j++) { Particle[i].X[j] += Particle[i].V[j]; //修改坐标 if(Particle[i].X[j]>Xup[j]) Particle[i].X[j]=Xup[j];//保护 if(Particle[i].X[j]<Xdown[j]) Particle[i].X[j]=Xdown[j]; } } //计算各微粒适合度 CalFit(); for(i=0; i<PNum; i++) FitBak[i] = Particle[i].Fit; //设置新的个体最好位置 for(i=0; i<PNum; i++) if(Particle[i].Fit<=Particle[i].FitBest) { Particle[i].FitBest = Particle[i].Fit; for(int j=0; j<Particle[i].Dim; j++) Particle[i].XBest[j] = Particle[i].X[j]; } //设置新的最优个体 GBestIndex = 0; for(i=0; i<PNum; i++) if(Particle[i].FitBest<=Particle[GBestIndex].FitBest && i!=GBestIndex) GBestIndex = i; } //运行群粒算法 PARTICLE& CPSO::Run(int n) { Initialize(); double *opt_p = new double[Particle[0].Dim]; //通讯用数组，最优点坐标 double **opt_a = new double*[PNum]; //通讯用数组，所有点坐标 for(int i=0; i<n; i++) { ParticleFly(); if(Com) //通讯函数存在，完成通讯 { for(int k=0; k<Particle[0].Dim; k++) opt_p[k]=Particle[GBestIndex].XBest[k];//拷贝最优点坐标 for(k=0; k<PNum; k++) opt_a[k] = Particle[k].X; //指向所有点坐标 if(!Com(Particle[GBestIndex].FitBest,opt_p,opt_a,GBestIndex)) break; } } delete []opt_p; delete []opt_a; return Particle[GBestIndex]; } PARTICLE& CPSO::Run(double fit) { double *opt_p = new double[Particle[0].Dim]; //通讯用数组，最优点坐标 double **opt_a = new double*[PNum]; //通讯用数组，所有点坐标 Initialize(); do { ParticleFly(); if(Com) //通讯函数存在，完成通讯 { for(int k=0; k<Particle[0].Dim; k++) opt_p[k]=Particle[GBestIndex].XBest[k];//拷贝最优点坐标 for(k=0; k<PNum; k++) opt_a[k] = Particle[k].X; //指向所有点坐标 if(!Com(Particle[GBestIndex].FitBest,opt_p,opt_a,GBestIndex)) break; } }while(Particle[GBestIndex].FitBest<fit); delete []opt_p; delete []opt_a; return Particle[GBestIndex]; } //返回最佳个体 double CPSO::GetBest(double *r) { for(int i=0; i<Particle[GBestIndex].Dim; i++) r[i] = Particle[GBestIndex].XBest[i]; return Particle[GBestIndex].FitBest; }