这篇“Python如何实现鸡群算法”文章的知识点大部分人都不太理解,所以小编给大家总结了以下内容,内容详细,步骤清晰,具有一定的借鉴价值,希望大家阅读完这篇文章能有所收获,下面我们一起来看看这篇“Python如何实现鸡群算法”文章吧。鸡群算法,缩写为CSO(Chicken Swarm Optimization),尽管具备所谓仿生学的背景,但实质上是粒子群算法的一个变体。简单来说,粒子群就是一群粒子,每个粒子都有自己的位置和速度,而且每个粒子都要受到最佳粒子的吸引,除了这两条规则之外,粒子之间完全平等,彼此之间除了位置和速度之外,完全相等。当然,粒子群算法本身也是有仿生学背景的,据说灵感来自于鸟群觅食,这个当然不重要,无非是一群平等的粒子变成了一群平等的鸟罢了。而鸡群算法,则是为这些粒子,或者这些鸟,添加了不同的身份特征,使得彼此之间不再等同。鸡群中至少有三个阶层,分别是公鸡、母鸡和小鸡,每只鸡都有其位置和速度。但区别之处在于,公鸡最神气,原则上可以随便踱步,只是有的时候注意到其他公鸡的时候,会有抢食的想法,相当于随机抽选一只其他公鸡,对其位置产生影响。母鸡最憋屈,一方面要接受公鸡的领导,另一方面还要和其他母鸡抢食小鸡最无忧无虑,跟着母鸡走就是了。随着位置关系的变化,母鸡和小鸡可能会逐渐遗忘最初的首领,也就是说种群关系可能会发生变化。首先,要实现一个鸡类,一只鸡,有两种基本属性,即位置和类别。其中kind分为三类,分别是公鸡、母鸡和小鸡。其中,每只母鸡都有自己的首领公鸡,每只小鸡都有自己的监护母鸡。order为这只鸡在鸡群中的编号,主要在鸡群中得以体现。鸡群和粒子群有一个很大的区别,后者说到底只有一个群,而鸡群中,每个公鸡都有自己的母鸡和小鸡,相当于一个小群体。但鸡和鸡之间的关系,并不取决于鸡自己,故而需要在鸡群中实现其中,initCs是初始化鸡群的函数,其中母鸡、小鸡的首领公鸡,小鸡的监护母鸡,都是随机生成的。接下来就是算法的核心环节,不同的鸡要遵循不同的更新规则,其中,公鸡最潇洒,其下一步位置只取决于自己,以及另一只随便挑选的公鸡。公鸡记当前这只公鸡的编号是i,随机挑选的公鸡编号是j , j=i,则第i只公鸡位置的更新方法为xi(t+1)=xi(t)⋅(1+r)其中,r是通过正态分布生成的随机数,可表示为1∼N(0,2),其中2为其中f一般叫做适应因子,相当于将某只鸡塞到待搜解的函数中得到的值。例如要免费云主机域名搜索y=2的最小值,如果当前这只鸡的位置1.5,那么f=1.52=2.25。是一个防止除零错误的小量。但需要注意,上文中所有的x,表示的并非一个标量,而是一个数组。其Python实现为母鸡设当前母鸡编号为i,这只母鸡既要追随首领公鸡,又要和其他母鸡抢食。xi(t+1)=xi(t)+k1r1(xc−xi)+k2r2(xj−xi)其中,xc为其首领公鸡,xj为另一只母鸡或者公鸡。k1,k2为系数,其更新逻辑与公鸡的k是一样的,当fi较大时,表示为代码实现为小鸡最后是小鸡的更新逻辑,小鸡在母鸡的周围找食物,其更新逻辑为xi(t+1)=xi(t)+r(xh(t)−xi(t))其中,xh为其监护母鸡,r为随机数,算法实现为整个鸡群正所谓,算法源于生活而高于生活,自然界里讲求辈分,但在鸡群算法里,讲究的确是实力。如果小鸡运气爆棚,得到了比公鸡还厉害的优化结果,那么这只小鸡就会进化成公鸡。也就是说,每隔一段时间,鸡群里的鸡会被重新安排身份,优化效果最好的就是头领公鸡,差一点的是监护母鸡,最差的就只能是小鸡了。至此,集群算法的框架算是搭建成功了,接下来就实现最关键的部分,优化。其基本逻辑是,输入一个待优化func,通过将每只鸡的位置x带入到这个函数中,得到一个判定值,最后通过这个判定值,来不断更新鸡群。除了这个函数之外,还需要输入一些其他参数,比如整个鸡群算法的迭代次数,以及鸡群更新的频次等等其中,printBest可以将当前最佳结果打印出来,其形式为算法完成之后,当然要找个函数测试一下,测试函数为测试结果如下已经迭代4次,最佳优化结果为-5.793762423022024,参数为:
-6.599526, 3.117137, 5.959538, 7.225785, 5.204990
已经迭代9次,最佳优化结果为-10.61594651972434,参数为:
-7.003724, -5.589730, 0.981409, 12.920325, -19.006112
已经迭代14次,最佳优化结果为-9.143596747975293,参数为:
5.388234, -3.714421, -5.254391, -5.216215, -6.079223
已经迭代19次,最佳优化结果为-11.097888385616995,参数为:
-9.156244, -5.914600, -5.960154, 4.550833, 4.127889
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-9.156244, -5.914600, -5.960154, 4.550833, 4.127889以上就是关于“Python如何实现鸡群算法”这篇文章的内容,相信大家都有了一定的了解,希望小编分享的内容对大家有帮助,若想了解更多相关的知识内容,请关注百云主机行业资讯频道。
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