標(biāo)題: 細(xì)菌覓食算法的matlab代碼 [打印本頁]
作者: 好好11    時間: 2018-10-23 12:19
標(biāo)題: 細(xì)菌覓食算法的matlab代碼
細(xì)菌覓食算法matlab程序
  1. %%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%
  2. %*********************細(xì)菌覓食算法**********************
  3. %%%%%%%%%%%%%%%%%%%-----BFA算法-----%%%%%%%%%%%
  4. clear;
  5. clc;
  6. %-----(1)初始化參數(shù)-----
  7. bounds = [-5.12 5.12;-5.12 5.12]; % 函數(shù)變量范圍
  8. p = 2;    % 搜索范圍的維度
  9. s = 26;   % 細(xì)菌的個數(shù)
  10. Nc = 50;  % 趨化的次數(shù)
  11. Ns = 4;   % 趨化操作中單向運動的最大步數(shù)
  12. C(:,1) = 0.001*ones(s,1);  % 翻轉(zhuǎn)選定方向后，單個細(xì)菌前進(jìn)的步長
  13. Nre = 4;    % 復(fù)制操作步驟數(shù)
  14. Ned = 2;    % 驅(qū)散(遷移)操作數(shù)
  15. Sr = s/2;   % 每代復(fù)制（分裂）數(shù)
  16. Ped = 0.25; % 細(xì)菌驅(qū)散(遷移)概率
  17. d_attract = 0.05;       % 吸引劑的數(shù)量
  18. ommiga_attract = 0.05;  % 吸引劑的釋放速度
  19. h_repellant = 0.05;     % 排斥劑的數(shù)量
  20. ommiga_repellant = 0.05;% 排斥劑的釋放速度
  21. for i = 1:s     % 產(chǎn)生初始細(xì)菌個體的位置
  22.     P(1,i,1,1,1) = -5.12 + rand*10.24;
  23.     P(2,i,1,1,1) = -5.12 + rand*10.24;
  24. end
  25. %------------------細(xì)菌趨藥性算法循環(huán)開始---------------------
  26. %-----(2)驅(qū)散(遷移)操作開始-----
  27. for l = 1:Ned        
  28.     %-----(3)復(fù)制操作開始-----
  29.     for k = 1:Nre   
  30.         %-----(4)趨化操作(翻轉(zhuǎn)或游動)開始-----
  31.         for j = 1:Nc  
  32.             %-----(4.1)對每一個細(xì)菌分別進(jìn)行以下操作-----
  33.             for i = 1:s
  34.                 %-----(4.2)計算函數(shù)J(i,j,k,l)，表示第i個細(xì)菌在第l次驅(qū)散第k次
  35.                 %----------復(fù)制第j次趨化時的適應(yīng)度值-----
  36.                 J(i,j,k,l) = Cost(P(:,i,j,k,l));
  37.                 %-----（4.3)修改函數(shù)，加上其它細(xì)菌對其的影響-----
  38.                 Jcc = sum(-d_attract*exp(-ommiga_attract*((P(1,i,j,k,l)-...
  39.                     P(1,1:26,j,k,l)).^2+(P(2,i,j,k,l)-P(2,1:26,j,k,l)).^2))) +...
  40.                     sum(h_repellant*exp(-ommiga_repellant*((P(1,i,j,k,l)-...
  41.                     P(1,1:26,j,k,l)).^2+(P(2,i,j,k,l)-P(2,1:26,j,k,l)).^2)));
  42.                 J(i,j,k,l) = J(i,j,k,l) + Jcc;
  43.                 %-----(4.4)保存細(xì)菌目前的適應(yīng)度值，直到找到更好的適應(yīng)度值取代之-----
  44.                 Jlast = J(i,j,k,l);
  45.                 %-----(4.5)翻轉(zhuǎn)，產(chǎn)生一個隨機(jī)向量C(i),代表翻轉(zhuǎn)后細(xì)菌的方向-----
  46.                 Delta(:,i) = (2*round(rand(p,1))-1).*rand(p,1);
  47.                 % PHI表示翻轉(zhuǎn)后選擇的一個隨機(jī)方向上前進(jìn)
  48.                 PHI = Delta(:,i)/sqrt(Delta(:,i)'*Delta(:,i));
  49.                 %-----(4.6)移動，向著翻轉(zhuǎn)后細(xì)菌的方向移動一個步長，并且改變細(xì)菌的位置-----
  50.                 P(:,i,j+1,k,l) = P(:,i,j,k,l) + C(i,k)*PHI;
  51.                 %-----(4.7)計算細(xì)菌當(dāng)前位置的適應(yīng)度值-----
  52.                 J(i,j+1,k,l) = Cost(P(:,i,j+1,k,l));
  53.                 %-----(4.8)游動-----
  54.                 m = 0; % 給游動長度計數(shù)器賦初始值
  55.                 while(m < Ns) % 未達(dá)到游動的最大長度，則循環(huán)
  56.                     m = m + 1;
  57.                     % 新位置的適應(yīng)度值是否更好？如果更好，將新位置的適應(yīng)度值
  58.                     % 存儲為細(xì)菌i目前最好的適應(yīng)度值
  59.                     if(J(i,j+1,k,l) < Jlast)
  60.                         Jlast = J(i,j+1,k,l);  %保存更好的適應(yīng)度值
  61.                         % 在該隨機(jī)方向上繼續(xù)游動步長單位,修改細(xì)菌位置
  62.                         P(:,i,j+1,k,l) = P(:,i,j+1,k,l) + C(i,k)*PHI;
  63.                         % 重新計算新位置上的適應(yīng)度值
  64.                         J(i,j+1,k,l) = Cost(P(:,i,j+1,k,l));
  65.                     else
  66.                         % 否則，結(jié)束此次游動
  67.                         m = Ns;
  68.                     end
  69.                 end
  70.                 J(i,j,k,l) = Jlast; % 更新趨化操作后的適應(yīng)度值
  71.             end  % 如果i<N，進(jìn)入下一個細(xì)菌的趨化，i=i+1
  72.         %-----(5)如果j<Nc，此時細(xì)菌還處于活躍狀態(tài)，進(jìn)行下一次趨化，j=j+1-----
  73.         Jlast
  74.         x = P(1,:,j,k,l);
  75.         y = P(2,:,j,k,l);
  76.         clf   
  77.         plot(x,y,'h')   % h表示以六角星繪圖
  78.         axis([-5 5 -5 5]); % 設(shè)置圖的坐標(biāo)圖
  79.         pause(.1) % 暫停0.1秒后繼續(xù)
  80.         
  81.         end
  82.         %----------------下面進(jìn)行復(fù)制操作----------------
  83.         %-----(6)復(fù)制-----
  84.         %-----(6.1)根據(jù)所給的k和l的值，將每個細(xì)菌的適應(yīng)度值按升序排序-----
  85.         Jhealth = sum(J(:,:,k,l),2);  % 給每個細(xì)菌設(shè)置健康函數(shù)值
  86.         [Jhealth,sortind] = sort(Jhealth); % 按健康函數(shù)值升序排列函數(shù)
  87.         P(:,:,1,k+1,l) = P(:,sortind,Nc+1,k,l);
  88.         C(:,k+1) = C(sortind,k);
  89.         %-----(6.2)將代價小的一半細(xì)菌分裂成兩個，代價大的一半細(xì)菌死亡-----
  90.         for i = 1:Sr
  91.             % 健康值較差的Sr個細(xì)菌死去，Sr個細(xì)菌分裂成兩個子細(xì)菌，保持個體總數(shù)的s一致性
  92.             P(:,i+Sr,1,k+1,l) = P(:,i,1,k+1,l);
  93.             C(i+Sr,k+1) = C(i,k+1);
  94.         end
  95.     %-----(7)如果k<Nre，轉(zhuǎn)到(3)，進(jìn)行下一代細(xì)菌的趨化-----
  96.     end
  97.     %-----(8)趨散，對于每個細(xì)菌都以Ped的概率進(jìn)行驅(qū)散，但是驅(qū)散的細(xì)菌群體的總數(shù)
  98.     %--------保持不變，一個細(xì)菌被驅(qū)散后，將被隨機(jī)重新放置到一個新的位置-----
  99.     for m = 1:s
  100.         % 產(chǎn)生隨機(jī)數(shù)，如果既定概率大于該隨機(jī)數(shù)，細(xì)菌i滅亡，隨機(jī)產(chǎn)生新的細(xì)菌i
  101.         if(Ped > rand)
  102.             P(1,m,1,1,1) = -5.12 + rand*10.24;
  103.             P(2,m,1,1,1) = -5.12 + rand*10.24;
  104.         else
  105.             P(:,m,1,1,l+1) = P(:,m,1,Nre+1,l);  % 未驅(qū)散的細(xì)菌
  106.         end
  107.     end
  108.       
  109. end  % 如果l<Ned，轉(zhuǎn)到(2)，否則結(jié)束

  111. %-------------------------報告----------------------
  112. reproduction = J(:,1:Nc,Nre,Ned);
  113. % 每個細(xì)菌最小的適應(yīng)度值
  114. [Jlastreproduction,O] = min(reproduction,[],2);
  115. [BestY,I] = min(Jlastreproduction)
  116. Pbest = P(:,I,O(I,:),k,l)


  119. % 適應(yīng)度函數(shù)
  120. % 求解Shaffer's函數(shù)的最小值
  121. % Shaffer's函數(shù)表示如下：
  122. function cost = Cost(x)
  123. cost = 0.5 + (sin(sqrt(x(1)^2+x(2)^2))^2-0.5)/(1.0+0.001*(x(1)^2+x(2)^2))^2;
復(fù)制代碼


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