灰 狼 优 化 算 法 ( G W O ) 原 理 ( 2 0 2 0 )
基于旋转状态转移的麻雀搜索算法

第13卷㊀第4期Vol.13No.4㊀㊀智㊀能㊀计㊀算㊀机㊀与㊀应㊀用IntelligentComputerandApplications㊀㊀2023年4月㊀Apr.2023㊀㊀㊀㊀㊀㊀文章编号:2095-2163(2023)04-0078-07中图分类号:TP18文献标志码:A基于旋转状态转移的麻雀搜索算法刘西全,周新志(四川大学电子信息学院,成都610065)摘㊀要:针对现有的麻雀搜索算法(SSA)在接近全局最优时,种群多样性减少,容易陷入局部最优等问题,提出一种精英旋转策略的麻雀搜索优化算法(RLSSA)㊂首先,对麻雀种群中发现者进行旋转状态转移变换,以提高算法的局部搜索能力,提高算法的搜索精度㊂其次,对加入者引入基于莱维飞行的搜索策略,提高算法的全局搜索能力,同时引入贪婪算法搜索寻优策略㊂最后,在12个基础函数上进行仿真实验㊂实验结果表明上述方法在收敛速度和精度上有显著优势㊂关键词:麻雀搜索算法;旋转状态转移;莱维飞行;贪婪寻优策略SparrowsearchalgorithmbasedonrotationalstatetransitionLIUXiquan,ZHOUXinzhi(CollegeofElectronicsandInformationEngineering,SichuanUniversity,Chengdu610065,China)ʌAbstractɔAimingattheproblemsthattheexistingsparrowsearchalgorithm(SSA)isclosetotheglobaloptimum,thepopulationdiversitydecreasesanditiseasytofallintothelocaloptimum,asparrowsearchoptimizationalgorithm(RLSSA)witheliterotationstrategyisproposed.Firstly,therotationalstatetransitiontransformationofthediscovererinthesparrowpopulationiscarriedouttoimprovethelocalsearchabilityofthealgorithmandimprovethesearchaccuracyofthealgorithm.Secondly,thesearchstrategybasedonLevyflightisintroducedtothejoiners,whichimprovestheglobalsearchabilityofthealgorithm,meanwhileintroducesthegreedyalgorithmsearchoptimizationstrategy.Finally,simulationexperimentsarecarriedouton12basicfunctions.Experimentalresultsshowthattheabovemethodhassignificantadvantagesinconvergencespeedandaccuracy.ʌKeywordsɔsparrowsearchalgorithm;rotationalstatetransition;Levyflight;greedyoptimizationstrategy基金项目:中国民用航空局民航联合研究基金(U1933123)㊂作者简介:刘西全(1995-),男,硕士研究生,主要研究方向:智能信息处理;周新志(1966-),男,博士,教授,主要研究方向:信息感知与机器学习㊁智能优化决策与智能系统等㊂通讯作者:周新志㊀㊀Email:xz.zhou@scu.edu.cn收稿日期:2022-11-020㊀引㊀言近年来,群体智能优化算法在智能机器学习上被广泛应用,群体智能优化算法主要是模仿昆虫㊁动物㊁鱼类㊁鸟类的群体行为㊁根据其觅食行为启发而提出的算法[1]㊂如粒子群优化算法[2](PSO)㊁蚁群优化算法[3](ACO)㊁灰狼优化算法[4](GWO)㊁天鹰优化器[5](AO)和麻雀搜索算法[6](SSA)等㊂其中,麻雀搜索算法是在2020年由薛建凯提出的一种新型智能优化算法,是通过模拟麻雀在自然界的捕食行为来进行研究与开发的㊂与其他智能优化算法相比,SSA具有调节参数少㊁搜索精度高㊁收敛速度快㊁稳定性强等优势㊂然而,在SSA收敛过程中,却存在容易陷入局部最优㊁收敛停滞等问题,直接影响算法的优化效果㊂为了提高麻雀优化算法(SSA)的性能,国内外学者提出了许多改进方法㊂研究发现初始种群对寻优结果有至关重要的作用㊂为了优化初始种群,吕鑫等学者[7]㊁Liu等学者[8]分别提出tent混沌映射和改进Circle混沌映射对初始种群进行优化㊂钱敏等学者[9]在麻雀初始化种群个体位置时引入反向学习策略,以提高寻优前期麻雀种群整体质量,加快全局搜索速度㊂Ouyang等学者[10]提出一种自适应搜索策略以提高局部搜索能力,避免种群陷入局部最优㊂Ma等学者[11]在文章中引用三角相似理论设计了相似扰动函数,提高算法的搜索能力㊂Liang等学者[12]对算法的边界约束进行改进以提高算法的收敛精度㊂毛清华等学者[13]通过引入柯西变异算子,来增强算法越出局部最优空间的能力㊂1㊀麻雀搜索算法在SSA中,麻雀种群可分为3类,分别为:发现者㊁加入者㊁警戒者㊂其中,发现者为整个种群提供丰富食物的方向与位置;跟随者是根据发现者提供的食物方向与位置进行食物的搜索;警戒者是为整个种群提供警戒侦察,一旦发现捕食者,群体边缘麻雀则向安全区域移动获取食物㊂(1)发现者㊂在SSA中,发现者往往根据其自身的更高适应度发挥领导作用,其位置更新策略如下:Xt+1i=Xti㊃exp-iα㊃Mæèçöø÷㊀ifR2<STXti+Q㊃L㊀㊀㊀ifR2>STìîíïïï(1)㊀㊀其中,Xti表示第t代第i个麻雀的位置;t是当前算法的迭代次数;M是最大迭代次数;α是(0,1]之间的均匀随机数;L是大小为1∗d的矩阵;Q是服从标准正态分布的随机数;R2和ST分别为警戒值和安全值㊂当R2<ST时,表示麻雀目前的觅食行为中没有出现捕食者,可以在周围加大搜索范围,当R2>ST时,表示出现捕食者,需要离开此收缩范围,并对同伴进行报警㊂(2)加入者㊂加入者跟随发现者,一旦其发现其寻到更好的食物,则会离开现在位置去争夺食物,其更新策略如下:Xt+1i=Q㊃expXtworst-Xtii2æèçöø÷㊀㊀㊀㊀ifi>n2Xt+1p+Xti-Xt+1p㊃A+㊃L㊀otherwiseìîíïïïï(2)其中,Xtworst表示第t代时麻雀的最差位置;Xt+1p是t+1代时麻雀的最优位置;矩阵A是1ˑd的矩阵,其值为1或-1㊂如果i>n2,表示第i个麻雀在此搜索范围内获取食物失败,需要前往其他地方觅食;反之,麻雀继续在此范围内觅食㊂(3)警戒者㊂警戒者为麻雀种群提供危险预知,其更新策略如下:㊀Xt+1i=Xtbest+β㊃Xti-Xtbest㊀㊀iffi>fgXti+K㊃Xti-Xtworstfi-fw()+εæèçöø÷㊀iffi=fgìîíïïïï(3)其中,Xtbest表示第t代麻雀的最优值;β是随机的步长因子,服从标准正态分布;K表示麻雀的运动方向,是[-1,1]的随机数;fg和fw分别是最优和最差适应度值;ε是一个极小的常数,防止分母出现零值㊂若fi>fg,则表示警戒麻雀在麻雀搜索种群的边缘,随时受到捕食者的袭击,因此需要前往麻雀种群范围内觅食,反之则表示警戒者已经靠近安全麻雀种群内觅食㊂2㊀改进的麻雀搜索算法2.1㊀精英旋转搜索策略状态转移算法[14](StateTransitionAlgorithm,STA)是由周晓君等学者于2012年提出的一种全局优化算法,包括旋转㊁平移㊁伸缩㊁坐标四种状态转移的变换,旋转状态转移变换的数学模型如下:sk+1=sk+α㊃1n㊃ sk 2㊃Rr㊃sk(4)其中,n表示计算维度;α为旋转因子,表示在半径为α的半径范围内寻找下一组最优解;Rr是[-1,1]的随机数;㊃表示向量的二范数㊂由于麻雀发现者在新一代的探索中是随机状态,脱离上一代的最优种群,容易陷入局部最优㊂因此,本文对精英麻雀发现者进行旋转状态转移变换,增加麻雀的种群多样性,经状态转移后的新种群为:newXt+1i=Xtbest+α㊃1d㊃Xtbest2㊃Rr㊃Xtbest(5)2.2㊀融合莱维飞行的搜索策略莱维飞行是服从莱维分布的一种随机搜索方法,是一种短距离的搜索与偶尔较长距离的行走相间的行走方式,从而促使莱维飞行具有良好的全局搜索能力,莱维飞行的位置更新公式为:Xt+1i=Xti+δ Levyβ()(6)㊀㊀其中,δ表示步长大小,δ>0,通常设置为δ=1; ⊕ 表示点对点乘法;Levy(β)表示服从莱维分布的路径,并且满足:Levy u=t-β㊀1<λɤ3(7)㊀㊀使用Mantegna方法来生成莱维飞行的随机步长s为:s=uv1β(8)u N0,δ2u(),v N0,δ2v()(9)δu=Γ1+β()sinπβ/2Γ1+β()/2[]β㊃2(β-1)/2{}1β,δv=1(10)㊀㊀在这里,β设置为1.95㊂本文采用莱维飞行搜索策略进行全局探测,使得全部麻雀个体广泛分布在整个搜索空间中,提高全体97第4期刘西全,等:基于旋转状态转移的麻雀搜索算法麻雀的全局搜索能力㊂经过对麻雀加入者位置适应度值较优的个体进行莱维扰动后,得到的新种群为:newXt+1i=Xti1+s()(11)2.3㊀贪婪算法寻优虽然旋转状态转移和莱维飞行可以实现位置的更新,但是其无法保证得到的新解较原解更优,因此对新解和原解的适应度值进行比较,通过贪婪算法机制来保留最优的适应度值和解㊂具体公式如下:Xti=Xti㊀㊀fitnewXti()>fitXti()newXti㊀fitnewXti()<fitXti(){(12)2.4㊀RLSSA算法流程RLSSA算法引入旋转状态转移和莱维分布,增加了种群的多样性,提高算法搜索精度㊁收敛速度,算法实现流程见如下:(1)初始化种群㊂参数主要包括:麻雀的种群规模N,迭代次数M,发现者和警戒者的比例,目标函数fit,麻雀算法的搜索边界范围Lb和Ub㊂(2)初始化适应度值,并排序,得出最优适应度值fg和最差适应度值fw及其各自的种群位置Xtbest㊁Xtworst㊂(3)根据式(1)更新发现者的位置,根据式(5)得到经旋转策略变换的位置㊂(4)根据式(2)更新加入者位置,根据式(11)得到莱维飞行扰动的位置㊂(5)根据式(3)更新警戒者位置㊂(6)一次迭代结束,计算适应度值,并根据式(12)选择新一代的适应度值和麻雀位置㊂(7)根据当前麻雀种群状态,计算最优适应度值fg和最差适应度值fw及其各自的种群位置Xtbest㊁Xtworst㊂(8)判断算法是否满足最大迭代次数,满足则退出,输出结果,否则重复执行步骤3 7㊂3㊀实验结果及分析3.1㊀实验设计为了验证RLSSA的有效性和优越性,采用基准测试函数进行仿真实验,见表1㊂表1㊀基准测试函数Tab.1㊀Benchmarkfunctions类型测试函数维度搜索范围最优值单峰测试函数F1=ðni=1x2i30-100,100[]0F2=ðni=1xi+ᵑni=1xi30-10,10[]0F3=ðni=1100xi+1-x2i()2+xi-1()2[]30-30,30[]0F4=ðni=1xi+0.5()230-100,100[]0多峰测试函数F5=ðni=1-xisin㊀xi30-500,500[]-12569.487F6=ðni=1x2i-10cos2πxi()[]+1030-5.12,5.12[]0F7=-20exp-0.2㊀1nðni=1x2i()-exp1nðni=1cos2πxi()()+20+e30-32,32[]0F8=14000ðni=1x2i-ᵑni=1cosxi㊀iæèçöø÷+130-600,600[]0固定多峰测试函数F9=1500+ð25j=11j+ð2i=1xi-aij()6æèçöø÷-12-65,65[]1F10=ð11i=1ai-x1b2i+b1x2()b2i+b1x3+x4[]24-5,5[]3.07ˑe-4F11=-ð4i=1ciexp-ð6j=1aijxj-Pij()2()60,1[]-3.32F12=ð10i=1X-ai()X-ai()T+ci[]-140,10[]-10.536308智㊀能㊀计㊀算㊀机㊀与㊀应㊀用㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀第13卷㊀㊀㊀表1中,F1 F4为单峰测试函数,用来测试函数的收敛速度和精度;F5 F8为多峰测试函数,主要用来测试算法跳出局部最优的能力;F9 F12为固定维多峰测试函数,这类函数主要表现为工程优化问题㊂为了验证算法的有效性和优越性,将本文改进后的旋转麻雀算法(RLSSA)与GWO㊁WOA㊁PSO㊁SSA及一种基于相似变换改进的麻雀搜索算法EMSSA进行对比求解实验㊂㊀㊀图1为部分函数的三维图,依次分别为F1㊁F2㊁F5㊁F8㊁F9㊁F12㊂2.01.51.00.5-100-80-60-40-20020406080100x 2F 1(x 1,x 2)/104-80-60-40-20020406080100x 1100008000600040002000-100-80-60-40-20020406080100x 2F 2(x 1,x 2)-80-60-40-20020406080100x 1(a)F1㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀(b)F2-500-400-300-200-1000100200300400500-400-300-200-1000100200300400500x 1x 28006004002000-200-400-600-800F 5(x 1,x 2)1401201008060402001086420-2-4-6-8-10-8-6-4-20246810x 1x 2F 8(x 1,x 2)(c)F5㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀(d)F8450400350300250200150100500-100-80-60-40-20020406080100-80-60-40-20020406080100F 9(x 1,x 2)x 2x 10-0.1-0.2-0.3-0.4-0.55F 12(x 1,x 2)x 243210-1-2-3-4-5-4-3-2-1012345x 1(e)F9㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀(f)F12图1㊀函数三维图Fig.1㊀Three-dimensionaldiagramoffunctions3.2㊀仿真实验结果及分析本实验是在Windows10系统,Intel(R)Core(TM)i5-62--UCPU@2.30GHz,内存8.00GB,MatlabR2016a的环境下进行的,实验种群规模N=18第4期刘西全,等:基于旋转状态转移的麻雀搜索算法30,最大迭代次数M=500,发现者和警戒者的比例分别为20%和10%,每个目标函数的维度d和边界Lb和Ub由表1中给出㊂考虑到每次算法寻优都具有偶然性,所以对每个基准函数都运行30次寻优运算,由此计算出的平均值和标准差作为最终的评价指标㊂表2和表3分别给出了12个基准测试函数在GWO㊁WOA㊁PSO㊁SSA㊁EMSSA㊁RLSSA优化算法后的均值和方差㊂表2㊀基准测试函数优化结果均值比较Tab.2㊀Comparisonofthemeanoftheoptimizationresultsofthebenchmarkfunctions函数GWOWOAPSOSSAEMSSARLSSAF19.962E-289.861E-740.000155451.589E-6901.57E-301F27.918E-176.166E-520.034572458.049E-3100F326.9162746028.0971783095.667894202.887E-050.000124782.437E-05F40.938244720.454720520.000212492.203E-113.020E-077.181E-09F5-6213.364-10468.755-4663.0121-8650.5747-12569.486-9093.6576F62.70064170060.83164740000F71.084E-133.806E-150.088039778.881E-168.881E-168.881E-16F80.045882400.023273752.216E-067.256E-131.706E-081.293E-09F94.117671501.843119172.761966234.687244728.542262737.46371217F100.003972000.000791060.000859670.000319620.001665210.00033467F11-3.26212400-3.25171800-3.28377900-3.25830200-2.54926800-3.27513410F12-10.24467200-7.24966540-10.06950900-9.10067690-10.53623200-10.53621900表3㊀基准测试函数优化结果方差比较Tab.3㊀Comparisonofvarianceoftheoptimizationresultsofthebenchmarkfunctions函数GWOWOAPSOSSAEMSSARLSSAF13.054E-278.496E-720.00014281.308E-6300F24.765E-172.685E-510.08672168.812E-2902.16E-133F30.69266620.499712792.2899227.236E-050.00020440.0002132F40.69266620.499712792.2899227.236E-050.00020440.0002132F5866.728281681.92611475.4112654.08328431.691131846.9464F63.58406742.075E-1415.2581850000F71.750E-142.962E-150.38370291.002E-311.002E-311.002E-31F80.00641100.02291040.0143554000F93.78319202.48488402.49922565.27540665.23541525.7350465F100.00812100.00212420.00014645.800E-053.029E-052.80E-05F110.07785660.11499010.05700480.06032830.57479730.0283141F122.07336593.47110752.14416642.42139100.00029640.0002063㊀㊀由表2和表3可知,对于高维单峰函数F1 F4,RLSSA较其他5种算法有较小的适应度值和较小的标准差,说明RLSSA有较高的寻优精度和寻优稳定性㊂在多峰测试函数F5 F8上,F5函数在EMSSA上有最好的精度,RLSSA对比其他4种算法有较优的精准度㊂而在F6 F8上,RLSSA能跳出局部最优,稳定找到全局最优解㊂对固定维多峰测试函数F9 F12,RLSSA较其他5种算法的均值和标准差提升并不高,但是在寻优精度和稳定性上都要优于其他5种算法㊂3.3㊀收敛曲线分析为了反映出RLSSA的收敛速度,在500次迭代中画出各个算法的收敛特性曲线,如图2所示㊂在高维单峰函数F1 F4的曲线中可以看出,RLSSA的收敛速度均优于其他算法,同时还看出,RLSSA能快速跳出算法的局部最优解㊂在高维多峰函数F5的曲线中看出RLSSA的精度不如EMSSA和WOA算法,比其他3种算法更优,这是因为莱维飞28智㊀能㊀计㊀算㊀机㊀与㊀应㊀用㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀第13卷㊀行策略是一种较短步长多,较长步长少的策略,算法不能通过合适的步长实现全局寻优㊂在F6 F8中,RLSSA收敛速度快㊁精度高;在固定多峰函数F9F12的曲线中,算法结果都趋于稳定,并且结果相近,但可以看出RLSSA的收敛速度或者精度优于其他算法㊂10010-10010-20010-30050100150200250300350400450G WOP S O WO A S S A E M S S A R L S S AB e s t s c o r e o b t a i n e d s o f a rI t e r a t i o n 1010-5010-10010-15010-200B e s t s c o r e o b t a i n e d s o f a r50100150200250300350400450I t e r a t i o n G WOP S O WO A S S A E M S S A R L S S A1051010-510-10B e s t s c o r e o b t a i n e d s o f a r50100150200250300350400450I t e r a t i o n G WOP S O WO A S S A E M S S A R L S S A-2000-3000-4000-5000-6000-7000-8000-9000-10000-11000-12000B e s t s c o r e o b t a i n e d s o f a r50100150200250300350400450I t e r a t i o nG WOP S O WO A S S A E M S S A R L S S A50100150200250300350400450I t e r a t i o n1010-510-10B e s t s c o r e o b t a i n e d s o f a rG WOP S O WO A S S A E M S S A R L S S A1010-510-10B e s t s c o r e o b t a i n e d s o f a r50100150200250300350400450I t e r a t i o nG WOP S O WO A S S A E M S S A R L S S A1010-510-1010-15B e s t s c o r e o b t a i n e d s o f a r50100150200250300350400450I t e r a t i o n 10010-510-1010-15B e s t s c o r e o b t a i n e d s o f a r50100150200250300350400450I t e r a t i o nG WOP S O WO A S S A E M S S A R L S S AG WOP S O WO A S S A E M S S A R L S S A10-110-210-3B e s t s c o r e o b t a i n e d s o f a r50100150200250300350400450I t e r a t i o n50100150200250300350400450I t e r a t i o nG WOP S O WO A S S A E M S S A R L S S A-1.4-1.6-1.8-2.0-2.2-2.4-2.6-2.8-3.0-3.2B e s t s c o r e o b t a i n e d s o f a r50100150200250300350400450I t e r a t i o nG WOP S O WO A S S A E M S S A R L S S A-10-101B e s t s c o r e o b t a i n e d s o f a r1011050100150200250300350400450I t e r a t i o n G WOP S O WO A S S A E M S S A R L S S A(j )F 10(k )F 11(l )F 12(g )F 7(h )F 8(i )F 9(d )F 4(e )F 5(f )F 6(a )F 1(b )F 2(c )F 3G WOP S O WO A S S A E M S S A R L S S AB e s t s c o r e o b t a i n e d s o f a r图2㊀基准测试函数的收敛曲线Fig.2㊀Convergencecurveofthebenchmarkfunctions4㊀结束语针对传统麻雀搜索算法(SSA)容易陷入局部最优㊁收敛停滞等问题,提出了一种融合旋转状态转移的麻雀搜索算法(RLSSA),改进的算法具有收敛速度快㊁精度高㊁稳定性强等优势㊂首先,对于麻雀发现者,引入一种旋转状态转移策略的搜索方法以提高算法跳出局部最优的能力;其次,引入莱维飞行策略对麻雀加入者加以改进,此方法可以提高麻雀算法的全局搜索能力;最后,通过贪婪算法的准则,对原算法和改进的算法进行择优㊂通过12个基准测(下转第90页)38第4期刘西全,等:基于旋转状态转移的麻雀搜索算法高低短长S e c u r i t yT s图16㊀Security与Ts关系Fig.16㊀RelationbetweenSecurityandTs㊀㊀由图16可知,随着ExT增大,节点之间互相锚定的时间变长,Ts的增加带来了区块链安全性的下降㊂此外,长度越长,链的可恢复程度也就越低㊂同时,随着ExT减小,节点之间互相锚定的时间越来越短,Ts减小,系统安全性越来越高,却使用了过多的系统资源㊂因此,ExT是本系统运行效率与安全性的重要参数,应当慎重考虑㊂5㊀结束语由于国内长租房领域未臻成熟,各类租房平台也有待规范,不仅难以保障租客㊁房主的利益,也在一定程度上关系到社会的安定与和谐㊂本文从租客与房主本身的利益出发,设计出一套基于区块链的长租房可靠租赁交易系统,可以保障租客㊁房主的利益,改善了用户的使用体验㊂本系统也对当下租房平台的设计产生了一定的指导作用㊂参考文献[1]中华人民共和国住房和城乡建设部.‘关于在人口净流入的大中城市加快发展住房租赁市场的通知“建房[2017]153号[EB/OL].[2017-07-20].http://www.mohurd.gov.cn/wjfb/201707/t20170720_232676.html.[2]乐家栋.万科:战略转型谋突破,收敛聚焦待新春[J].中国房地产,2019(02):32-38.[3]赵彬.住房租赁交易服务系统的设计与实现[D].大连:大连理工大学,2018.[4]牟春燕.郭丽华.区块链技术下的房地产租赁平台发展研究[J].商业经济,2020(03):91-93.[5]李培培.从房屋租赁模式看我国房屋租赁市场的发展[J].商业经济,2018(03):114-115.[6]陈秋竹,邓若翰.长租公寓 租金贷 :问题检视㊁成因探析及规制路径[J].南方金融,2019(512):4.[7]单小虎,唐海燕,郑重.房地产企业竞速布局长租公寓的挑战与对策[J].中国房地产,2018(08):13-19.[8]NakamotoS.Bitcoin:apeer-to-peerelectroniccashsystem[EB/OL].[2018-10-05].https://bitcoin.org/bitcoin.pdf.[9]韩璇,袁勇,王飞跃.区块链安全问题:研究现状与展望[J].自动化学报,2019,45(01):206-225.[10]袁勇,王飞跃.区块链技术发展现状与展望[J].自动化学报,2016,42(04):481-494.[11]BUTERINV.Anext-generationsmartcontractanddecentralizedapplicationplatform[EB/OL].[2018-10-05].https://github.com/ethereum/wiki/wiki/White-Paper.[12]YUANYong,WANGFeiyue.Blockchainandcryptocurrencies:model,techniques,andapplications[J].IEEETransactionsonSystems,Man,andCybernetics:Systems,2018,48(9):1421-1428.(上接第83页)试函数并与其他5个算法进行仿真测试验证,实验结果表明RLSSA具有良好的收敛速度㊁收敛精度及鲁棒性㊂参考文献[1]王龙龙.基于改进鸟群算法在图像分割中的应用[D].赣州:江西理工大学,2019.[2]EBERHARTR,KENNEDYJ.Anewoptimizerusingparticleswarmtheory[C]//ProceedingsoftheSixthInternationalSymposiumonMicroMachineandHumanScience.Nagoya,Japan:IEEE,1995.[3]MANIEZZODV,COLORNIA.Antsystem:Optimizationbyacolonyofcooperatingagents[J].EEETransactionsonSystems,Man,andCybernetics,B,Cybern.,1994,26(1):29-40.[4]MIRJALILIS,MIRJALILISM,LEWISA.Greywolfoptimizer[J].AdvancesinEngineeringSoftware,2014,69:46-61.[5]KAVEHA,DADRASA.Anovelmeta-heuristicoptimizationalgorithm[M].England:ElsevierScienceLtd.,2017.[6]XUEJiankai,SHENBo.Anovelswarmintelligenceoptimizationapproach:sparrowsearchalgorithm[J].SystemsScience&ControlEngineeringAnOpenAccessJournal,2020,8(1):22-34.[7]吕鑫,慕晓冬,张钧,等.混沌麻雀搜索优化算法[J].北京航空航天大学学报,2021,47(08):1712-1720.[8]LIUJianhua,WANGZhiheng.Ahybridsparrowsearchalgorithmbasedonconstructingsimilarity[J].IEEEAccess,2021,9:117581-117595.[9]钱敏,黄海松,范青松.基于反向策略的混沌麻雀搜索算法[J].计算机仿真,2022,39(08):333-339,487.[10]OUYANGChengtian,LIUYujia,ZHUDonglin.Anadaptivechaoticsparrowsearchoptimizationalgorithm[C]//2021IEEE2ndInternationalConferenceonBigData,ArtificialIntelligenceandInternetofThingsEngineering(ICBAIE).Nanchang:IEEE,2021:76-82.[11]MAJie,HAOZhiyuan,SUNWenjing.Enhancingsparrowsearchalgorithmviamulti-strategiesforcontinuousoptimizationproblems[J].InformationProcessing&Management:LibrariesandInformationRetrievalSystemsandCommunicationNetworks:AnInternationalJournal,2022(2):59.[12]LIANGQiankun,CHENBin,WUHuaning,etal.Anovelmodifiedsparrowsearchalgorithmbasedonadaptiveweightandimprovedboundaryconstraints[C]//2021IEEE6thInternationalConferenceonComputerandCommunicationSystems(ICCCS).Chengdu:IEEE,2021:104-109.[13]毛清华,张强.融合柯西变异和反向学习的改进麻雀算法[J].计算机科学与探索,2021,15(06):1155-1164.[14]周向阳,罗雪梅,王霄.应用改进状态转移算法优化多阈值图像分割[J].计算机仿真,2022,39(01):486-493.09智㊀能㊀计㊀算㊀机㊀与㊀应㊀用㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀第13卷㊀。
农夫过河问题

df=d[i].f-d[j].f;
dw=abs(d[i].w-d[j].w);
ds=abs(d[i].s-d[j].s);
dc=abs(d[i].c-d[j].c);
if(df!=0&&(dw+ds+dc)<=1)
{
edge[num].col=i;
edge[num++].row=j;
}
}
return num;
int right_edge(DataType *vertex,RowCol *edge,int n) //选出满足题意的边
void DepthFSearch(AdjLGraph G,int v,int visited[],DataType vert[],int *a)
//图的深度优先遍历
3.3抽象数据类型的设计
{
if(!visited[w])
DepthFSearch(G,w,visited,d1,s);
w=GetNextVex(G,v,w);
}
}
4.3函数的调用关系图
5.测试结果
农夫过河问题
1.问题描述
一个农夫带着一只狼、一只羊和一棵白菜,身处河的南岸。他要把这些东西全部运到北岸。他面前只有一条小船,船只能容下他和一件物品,另外只有农夫才能撑船。如果农夫在场,则狼不能吃羊,羊不能吃白菜,否则狼会吃羊,羊会吃白菜,所以农夫不能留下羊和白菜自己离开,也不能留下狼和羊自己离开,而狼不吃白菜。
typedef struct
{
AdjLHeight a[100];//邻接表数组
int numOfVerts;//结点个数
int numOfEdges;//边个数
基于ISSA

基于ISSA⁃SVM的露点测量系统电路故障诊断方法研究涂逸唯,王国华,崔健敏,白雪松,聂晶*(北京航空航天大学仪器科学与光电工程学院,北京 100191)摘要:针对高精度谐振式露点测量系统中电路故障诊断问题,提出了一种基于改进的麻雀搜索算法(Im⁃proved Sparrow Search Algorithm, ISSA)优化智能分类器参数的电路故障诊断模型,采用测前仿真故障诊断方法中的智能诊断方法,选择适用于小样本、非线性问题的支持向量机(Support Vector Machine, SVM)作为智能分类器,针对麻雀搜索算法中收敛速度慢、易陷入局部最优等问题进行改进,并将改进后的优化算法用于SVM 参数寻优,构建ISSA⁃SVM故障诊断模型用于谐振电路故障诊断。
实验结果显示,ISSA⁃SVM模型在建立的电路上能够达到88.9%的故障诊断率,可靠性较强,能够作为高精度谐振式露点传感器电路的故障诊断方法。
关键词:支持向量机;改进麻雀搜索算法;振荡电路;故障诊断中图分类号:TB9;TP277 文献标志码:A 文章编号:1674-5795(2023)05-0007-08 Circuit fault diagnosis methods of dewpoint measurement systembased on ISSA⁃SVMTU Yiwei, WANG Guohua, CUI Jianmin, BAI Xuesong, NIE Jing*(School of Instrumentation and Optoelectronic Engineering, Beihang University, Beijing 100191, China) Abstract: Aiming at the problem of circuit fault diagnosis in high⁃precision resonant dewpoint measurement system, this paper proposes a circuit fault diagnosis model based on improved sparrow search algorithm (ISSA) to optimize the pa⁃rameters of intelligent classifier. The support vector machine (SVM) suitable for small samples and nonlinear problems is selected as the intelligent classifier. In order to solve the problems of slow convergence speed and being easy to fall into local optima of sparrow search algorithm, an improved optimization algorithm is proposed and used to optimize the param⁃eters of SVM, and the ISSA⁃SVM fault diagnosis model is constructed for resonant circuit fault diagnosis. The experimen⁃tal results show that the fault diagnosis accuracy rate can reach 88.9 % on the established circuit, and the ISSA⁃SVM clas⁃sifier can be used as a high precision resonant dewpoint sensor circuit fault diagnosis method.Key words: support vector machine; improved sparrow search algorithm; oscillating circuit; fault diagnosis0 引言自然界中,湿度是重要的环境指标,与人类生产活动息息相关。
2024届安徽省“江南十校”联考(化学试卷)

姓名座位号(在此卷上答题无效)绝密★启用前2024届安徽省“江南十校”联考化学注意事项:1.答卷前,考生务必将自己的姓名、准考证号填写在答题卡上。
2.回答选择题时,选出每小题答案后,用铅笔把答题卡上对应题目的答案标号框涂黑。
如需改动,用橡皮擦干净后,再选涂其他答案标号框。
回答非选择题时,将答案写在答题卡上,写在本试卷上无效。
3.考试结束后,将答题卡交回。
可能用到的相对原子质量:H 1C 12N 14O 16一、选择题:本题共14小题,每小题3分,共42分。
在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的。
1.化学与社会、生活、环境、工业生产等密切相关。
下列说法错误的是A .杭州亚运会火炬采用“零碳甲醇”作为燃料,它是利用焦炉气中的氢气和从工业尾气中捕捉的CO 2共同合成,是符合“碳中和”属性的绿色能源B .用“杯酚”分离C 60和C 70,反映出了超分子具有分子识别的特性C .聚乳酸等高分子材料在微生物的作用下可降解为小分子,为消除“白色污染”带来了希望D .豆腐是具有悠久历史的传统美食,其制作原理是利用盐卤等物质使豆浆中的蛋白质变性2.盐酸米多君是用来治疗低血压的药物,其结构如图所示。
下列说法错误的是A .该物质分子式为C 12H 20N 2O 4ClB .其水解产物之一可以发生缩聚反应C .1mol 该物质最多可以消耗2mol NaOHD .该物质可以发生加成、取代、氧化、还原反应3.工业上以含硫矿物(如黄铁矿)为原料来制备硫酸,其流程如下:下列说法正确的是A .基态S 原子核外有16种不同空间运动状态的电子B .食品中添加适量的SO 2可以起到漂白、防腐和抗氧化等作用C .浓硫酸不能干燥NH 3,但可干燥HID .V 2O 5能降低反应的活化能,提高SO 2的平衡转化率4.同一主族元素形成的物质在结构和性质上往往具有一定的相似性。
下列说法正确的是A .冰中1个H 2O 周围有4个紧邻分子,H 2S 晶体中1个H 2S 周围也有4个紧邻分子B .P 和Cl 可以形成PCl 5分子,N 和Cl 也可以形成NCl 5分子C .Al(OH)3可与碱生成[]4A1(OH)-,B(OH)3也可与碱生成[]4B(OH)-D .Cl 2可与水生成HCl 和HClO ,F 2也可与水生成HF 和HFO6.用N A 表示阿伏伽德罗常数的值。
有理数的混合运算(第2课时)(教学课件)-2022-2023学年六年级数学下册同步精品课堂(沪教版)

a
零时,a+b=0,b = -1. c,d互为倒数时,cd=1. 2a+2b可运用分
配律写成2(a+b)计算.
(1) 当m=5时,
2a+2b+(
a
-3cd ) -m
b
(2)当m=-5时,
2a+2b+(
a -3cd)-m
b a
=2×(a+b)+( a -3cd)-m
简便方法,优先采用。
这节课,我们学到了什么?
…
根据上述规律计算:
1
1
1
1
1
+
+
+
+…+
.
1×2 2×3 3×4 4×5
2016×2017
1
1 1
1 1
1 1
1
1
解:原式=(1- )+( - )+( - )+( - )+…+(
-
)
2
2 3
3 4
4 5
2016 2017
1 1
1 1
1 1
1
1
1
=1+(- + )+(- + )+(- + )+…+(-
先算乘方及绝对值运算,再算乘除运算,
最后算加减运算,同级运算从左到右依次
进行.
1
−
1
2
2. 计算: 1 1 0.5 2 3
3
1 2来自解:1
1
0.5
2
3
3
1
准,将这些数据与120作差,超过120的用正数表示,不超过120的用
2024届重庆二诊(康德卷)数学试题+答案

题2图EAB题6图题3图52030v /(m ·s -1)t /sPQ题1图2024年重庆市普通高中学业水平选择性考试高三第二次联合诊断检测物理各项专业动作,产生各种优美的波形。
题1图为带操某一时刻的情形,下列说法正确的一、选择题:共10题,共43分。
(一)单项选择题:共7题,每题4分,共28分。
在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的。
1.2023年艺术体操亚锦赛,中国选手赵雅婷以31.450分摘得带操金牌。
带操选手伴随着欢快的音乐,完成了是A.带上质点的速度就是波传播的速度B.带上质点运动的方向就是波传播的方向C.图示时刻,质点P 的速度大于质点Q 的速度D.图示时刻,质点P 的加速度大于质点Q 的加速度2.如题2图所示,一带正电粒子仅在电场力作用下,从A 点运动到B 点过程中,下列说法正确的是A.该粒子加速度增大B.该粒子速度增大C.该粒子电势能减少D.该粒子可能做直线运动3.某汽车沿直线停车过程中,其v -t 图像如题3图所示。
已知该汽车所有减速过程的加速度均相等,中间有一段时间匀速运动,图示整个过程中该汽车行驶了450m 。
则该汽车匀速运动的时间为A.8s B.10s C.12sD.16.5s4.已知某两个相距足够远的星球的密度几乎相等,若将这两个星球视为质量分布均匀的球体(两星球的半径不同),忽略自转及其他天体的影响,关于这两个星球,下列物理量近似相等的是A.表面的重力加速度大小B.第一宇宙速度大小C.表面附近卫星运动的周期D.相同圆形轨道卫星的速度大小5.已知氢原子处于基态的能量为E 1,第n 能级的能量21nE E n 。
大量处于某同一激发态的氢原子向低能级跃迁时,辐射的光子中能量最大为-981E ,h 为普朗克常量。
则这些氢原子向低能级跃迁时,辐射的光子中频率最小为A.-hE 3651B.hE 3651C.-hE 91D.hE 916.如题6图所示,两根半圆柱体静止于粗糙程度处处相同的水平地面上,紧靠但无相互作用力。
基于改进蜣螂优化算法的海洋牧场三维UWSN覆盖方法

第 63 卷第 2 期2024 年 3 月Vol.63 No.2Mar.2024中山大学学报(自然科学版)(中英文)ACTA SCIENTIARUM NATURALIUM UNIVERSITATIS SUNYATSENI基于改进蜣螂优化算法的海洋牧场三维UWSN覆盖方法*付雷1,2,王骥1,21.广东海洋大学电子与信息工程学院,广东湛江 5240882.广东省智慧海洋传感网及其装备工程技术研究中心,广东湛江 524088摘要:针对海洋牧场三维环境监测,提出了一种基于改进蜣螂优化算法(IDBO, improved Dung beetle opti‐mizer)的UWSN(underwater wireless sensor networks)覆盖方法。
首先,在蜣螂优化算法(DBO)种群初始化时加入Chebyshev混沌映射,使得种群资源在搜索空间的分配方面更加均衡。
其次,通过自适应权重因子和Levy飞行改进觅食小蜣螂的位置更新方式,提升了位置搜索能力和DBO算法的收敛能力。
将IDBO算法应用在海洋牧场UWSN覆盖优化中,仿真结果表明:在不同参数环境下,IDBO算法的覆盖率高于随机部署和其他智能优化算法,并且能以较低的节点能耗获得更高的覆盖率,节点分布也更加合理。
关键词:海洋牧场;水下无线传感器网络;Chebyshev混沌映射;自适应权重因子;Levy飞行中图分类号:TB393 文献标志码:A 文章编号:2097 - 0137(2024)02 - 0115 - 083D UWSN coverage method for marine ranching based on improvedDung beetle optimization algorithmFU Lei1,2, WANG Ji1,21.College of Electronics and Information Engineering,Guangdong Ocean University,Zhanjiang524088, China2. Research Center of Guangdong Smart Oceans Sensor Networks and Equipment Engineering, Zhanjiang524088, ChinaAbstract: For the environmental monitoring of marine ranching, a 3D underwater wireless sensor net‐works coverage method based on improved Dung beetle optimizer (IDBO)is proposed. Firstly,Chebyshev chaotic mapping was added to the DBO population initialization to make population re‐sources more balanced in the allocation of search space. Secondly,adaptive weight factor and Levy flight were used to improve the position update mode of Dung beetles,which improved the position search ability and the convergence ability of DBO algorithm. The IDBO algorithm was applied to the UWSN coverage optimization of marine ranching,the simulation results show that the coverage rate of IDBO algorithm is higher than that of random deployment and other intelligent optimization algorithms under different parameter environments,and it achieves higher coverage rate with lower node energy consumption, and the distribution of nodes is more reasonable.Key words:marine ranching;UWSN;Chebyshev chaotic mapping;adaptive weight factor;Levy flightDOI:10.13471/ki.acta.snus.2023B063*收稿日期:2023 − 10 − 15 录用日期:2023 − 11 − 22 网络首发日期:2024 − 01 − 05基金项目:广东省普通高校重点领域新一代信息技术专项(2020ZDZX3008);广东省人工智能领域重点专项(2019KZDZX1046)作者简介:付雷(1996年生),男;研究方向:无线传感器网络;E-mail:*******************通信作者:王骥(1972年生),男;研究方向:海洋物联网与人工智能;E-mail:***************.cn第 63 卷中山大学学报(自然科学版)(中英文)无线传感器网络在环境监测、农业生产及海洋资源开发等领域展现出广泛的应用前景(夏候凯顺等,2014)。
六年级下册语文试卷-第二单元综合提优测评卷(B卷)丨苏教版(pdf含答案)

第二单元综合提优测评卷综合拓展和应用创新能力时间:90分钟满分:100分题序一二三四总分结分人核分人得分一㊁积累及运用㊂(28分)1.同音字组词㊂(3分)fēn g()灭()房xī()利c hú顶()衣()熟()()火()夕()少2.下列加点字的注音无误的一项是()㊂(2分)A.蚕食(c h n)似乎(sì)厄运(è)承诺(n uò)B.无辜(gū)倾泻(qīn g)号召(z hāo)和蔼(ǎi)C.柴房(c h i)菩萨(pú)挑衅(xìn g)顷刻间(qǐn g)D.友谊(yì)截止(j ié)烛芯(xīn)众寡悬殊(g uǎ)3.下列四组词语中加点字的含义完全相同一项是()㊂(2分)A.哭爹喊娘鬼哭狼嚎B.震耳欲聋欲海难填C.习以为常微风习习D.银装素裹素不相识4.把句子中的错别字用 画出来,并将正确的字改在括号里㊂(6分)(1)棱晨,战士们悄悄模进了咽侯要道㊂()()()(2)战士们纳喊着,奋勇向前,纤灭了哭爹喊娘㊁郎狈逃窜的敌人㊂()()() 5.联系上下文,把句子中画 部分换成适当的成语㊂(4分)(1)今夜四周非常安静,一点儿声音也没有(),只有皎洁的月光照在窗前㊂(2)中国士兵们不顾个人安危,奋勇向前(),消灭敌人㊂(3)他晚上连着白天()地工作了好几天㊂(4)对于聂将军的义举,日本友人不住地连声称赞()㊂6.理解引号的用法,在句后括号里填上序号㊂(3分)引号的用法:A.表示直接引用 B.表示需要着重论述的对象 C.表示特定含义(1)鲁迅在书桌上刻了一个小小的字: 早 ㊂()(2)日本人民称他是 活菩萨 ,是 中日友谊的使者 ㊂()(3)杰奎琳娇声说: 我可以拿一盏灯上楼睡觉吗? ()7.注意加点的关联词语,把句子补充完整㊂(8分)(1)如果蜡烛熄灭,(2),所以日本人民称聂荣臻将军是 活菩萨 ㊂(3)虽然杰克的计划失败了,㊂(4)英勇的中国守军不但把鬼子杀得哭爹喊娘,抱头鼠窜,㊂二㊁综合性学习㊂(11分)1.最近 钓鱼岛事件 成为一个国际热点㊂围绕钓鱼岛问题,中国政府曾经多次阐明立场,钓鱼岛及其附属岛屿自古以来就是中国的固有领土,然而日本当局却置若罔闻,屡屡通过一些非法的行为试图宣示领土主权㊂(7分)根据材料,结合实际,谈谈你对 钓鱼岛事件 的看法㊂作为一名小学生,你该怎么做呢?2.介绍一位抗战英雄,简要地写一写他(她)的英雄事迹㊂(4分)三㊁阅读与感悟㊂(31分)(一)卢沟桥的狮子我们来到卢沟桥上,把两排石狮子拜访,望着它们那千姿百态,我们人人有许多联想㊂为什么有的狮子,凝视着滔滔的永定河?那是因为它们在回忆悲壮的歌㊂为什么有的狮子,注视着古老的城墙?那是因为它们忘不了祖国往日的创伤㊂无论再过多少年,卢沟桥的狮子也昂着头,谁敢侵犯我们每一寸土地,它们就会发出怒吼!1.从文中找出与下列词语意思相近的词语㊂(3分)悲愤()侵占()访问()2.面对卢沟桥的狮子,作者联想到了什么?(3分)3.仿照2㊁3两节的写法,再写一节诗㊂(4分)(二)爱国名将—左权左权是中国共产党的优秀党员,杰出的无产阶级革命家㊁军事家,中国工农红军和八路军高级指挥员㊂他把毕生的精力献给了党㊁献给了人民㊂左权刻苦学习精神在全军都是有名的㊂他常说: 书本是知识的海洋,学习是进步的阶梯㊂一个人不愿学习是可怕的㊂ ʌɔ在戎马倥偬的战斗生涯中,他ʌɔ坚持学习与写作㊂为协助朱德㊁彭德怀指挥八路军开展华北敌后游击战争,他几乎每天都要工作十几个小时以上,许多日子c hèyèbùm ián(),有时甚至连吃饭的时间都没有㊂经他起草㊁z h uànx iě()或翻译的文电㊁论著及译著就达数十万字㊂他为人qīn g l ián(),生活俭朴㊂ʌɔ长期超负荷的工作,左权的身体逐渐地消瘦下来㊂一次,炊事员将部队喂养的鸡杀掉炖给他吃,可是他却让炊事员将那只鸡送给了伤病员吃㊂平时他身上穿的衣服㊁鞋袜,睡觉盖的被褥都是补丁贴补丁,从来不肯随意换新的㊂战士们无不为其j iānkǔfèndòu()的作风所感动㊂1942年5月,日军对太行区抗日根据地进行 铁壁合围 ㊂5月25日,八路军总部㊁中共中央北方局等机关在辽县麻田以东的山岭地带遭敌包围,左权指挥部队突围转移,掩护彭德怀㊁罗瑞卿等首长和近万名军民突出了重兵重围㊂而当时左权和最后一批人员突围至辽县麻田附近十字岭时,不幸中弹,壮烈殉国,年仅37岁㊂左权是八路军在抗日战场上牺牲的最高指挥员㊂名将阵亡,太行山为之低咽,全党为之悲痛㊂周恩来称他 足以为党之模范 ,朱德赞誉他是 中国军事界不可多得的人才 ㊂为纪念左权,晋冀鲁豫边区政府决定将辽县改名为左权县㊂1.看拼音,在括号里填写词语㊂(4分)2.换偏旁成新字,再组词㊂(3分)岭 ( ) ( ){ 俭 ( ) ( ){ 豫( )( ){3.在文中的 ʌ ɔ 里填上合适的关联词语㊂(2分)4.用画出第3自然段的中心句㊂这段主要写了 和这两件事㊂(3分)5.读句子,体会加点词语所表达的思想感情㊂(2分)当时左权和最后一批人员突围至辽县麻田附近十字岭时,不幸中弹,壮烈殉国,年仅37岁㊂6.本文主要写了左权将军 ㊁ ㊁ 这三件事,从中你看到了他的高尚品质㊂(4分)7.英雄不死,精神永存㊂请你模仿 感动中国人物颁奖词 ,赞颂左权将军㊂(3分)四㊁文采展示苑㊂(任选一题,请另附纸)(30分)1.谅解,是一缕和煦的春风,能拂去蒙在心头的阴影;谅解,是一场绵绵的细雨,能滋润受伤的心灵;谅解,是一抹温暖的阳光,能融化凝结在心中的坚冰㊂有了谅解,人与人之间的关系才会更加和谐,人类的生活才会更加美好㊂请以 谅解 为话题,写一篇文章㊂2.题目: 就在我身边横线上可以填 和谐㊁美㊁文明㊁语文 等,先补全习作题目,然后完成一篇不少于500字的习作㊂第二单元综合提优测评卷(B卷)一㊁1.锋峰烽厨橱除熄悉稀2.D 3.A4.(1)棱(凌)模(摸)侯(喉)(2)纳(呐)纤(歼)郎(狼)5.(1)万籁俱寂(2)奋不顾身(3)夜以继日(4)赞不绝口6.(1)B(2)C(3)A8.(1)不能去掉㊂ 似乎 写出了伯诺德夫人此时紧张的心理,写出了当时令人窒息的紧张氛围㊂(2) 悄悄地 进发 表现了我国守军的足智多谋㊁英勇善战,含有表扬赞许之意㊂二㊁1.示例:钓鱼岛自古以来就是中国的领土,是中国不可分割的一部分㊂日本企图以领土先占的原则强占我国的钓鱼岛,是根本站不住脚的㊂热爱祖国,以自己的行动为国争光,让我们的祖国从此强大起来㊂三㊁(一)1.悲壮侵犯拜访2.祖国往日的创伤(二)1.彻夜不眠撰写清廉艰苦奋斗2.示例:铃(铃声)冷(冰冷)验(实验)签(签名)像(好像)橡(橡树)3.即使……也由于4.他为人清廉,生活俭朴㊂把鸡送给了伤病员吃衣服㊁鞋袜,睡觉盖的被褥都是补丁贴补丁5.左权牺牲时很年轻,表达了对左权英年早逝的痛惜之情㊂6.刻苦学习为人清廉,生活俭朴壮烈殉国至死不渝㊁鞠躬尽瘁㊁死而后已㊁清正廉明。
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GWO(灰狼优化)算法MATLAB源码逐行中文注解以优化SVM算法的参数c和g为例,对GWO算法MATLAB源码进行了逐行中文注解。
tic % 计时器%% 清空环境变量close allformat compact%% 数据提取% 载入测试数据wine,其中包含的数据为classnumber = 3,wine:178*13的矩阵,wine_labes:178*1的列向量load wine.mat% 选定训练集和测试集% 将第一类的1-30,第二类的60-95,第三类的131-153做为训练集train_wine = [wine(1:30,:);wine(60:95,:);wine(131:153,:)];% 相应的训练集的标签也要分离出来train_wine_labels = [wine_labels(1:30);wine_labels(60:95);wine_labels(131:153)] ;% 将第一类的31-59,第二类的96-130,第三类的154-178做为测试集test_wine = [wine(31:59,:);wine(96:130,:);wine(154:178,:)];% 相应的测试集的标签也要分离出来test_wine_labels = [wine_labels(31:59);wine_labels(96:130);wine_labels(154:178 )];%% 数据预处理% 数据预处理,将训练集和测试集归一化到[0,1]区间[mtrain,ntrain] = size(train_wine);[mtest,ntest] = size(test_wine);dataset = [train_wine;test_wine];% mapminmax为MATLAB自带的归一化函数[dataset_scale,ps] = mapminmax(dataset',0,1);dataset_scale = dataset_scale';train_wine = dataset_scale(1:mtrain,:);test_wine = dataset_scale( (mtrain+1):(mtrain+mtest),: );%% 利用灰狼算法选择最佳的SVM参数c和gSearchAgents_no=10; % 狼群数量,Number of search agents Max_iteration=10; % 最大迭代次数,Maximum numbef of iterationsdim=2; % 此例需要优化两个参数c和g,number of yourvariableslb=[0.01,0.01]; % 参数取值下界ub=[100,100]; % 参数取值上界% v = 5; % SVM Cross Validation参数,默认为5% initialize alpha, beta, and delta_posAlpha_pos=zeros(1,dim); % 初始化Alpha狼的位置Alpha_score=inf; % 初始化Alpha狼的目标函数值,change this to -inf for maximization problemsBeta_pos=zeros(1,dim); % 初始化Beta狼的位置Beta_score=inf; % 初始化Beta狼的目标函数值,change this to -inf for maximization problemsDelta_pos=zeros(1,dim); % 初始化Delta狼的位置Delta_score=inf; % 初始化Delta狼的目标函数值,change this to -inf for maximization problems%Initialize the positions of search agentsPositions=initialization(SearchAgents_no,dim,ub,lb);Convergence_curve=zeros(1,Max_iteration);l=0; % Loop counter循环计数器% Main loop主循环while lMax_iteration % 对迭代次数循环for i=1:size(Positions,1) % 遍历每个狼% Return back the search agents that go beyond theboundaries of the search space% 若搜索位置超过了搜索空间,需要重新回到搜索空间Flag4ub=Positions(i,:)ub;Flag4lb=Positions(i,:)lb;% 若狼的位置在最大值和最小值之间,则位置不需要调整,若超出最大值,最回到最大值边界;% 若超出最小值,最回答最小值边界Positions(i,:)=(Positions(i,:).*(~(Flag4ub+Flag4lb)))+ub.*F lag4ub+lb.*Flag4lb; % ~表示取反% 计算适应度函数值cmd = [' -c ',num2str(Positions(i,1)),' -g ',num2str(Positions(i,2))];model=svmtrain(train_wine_labels,train_wine,cmd); % SVM 模型训练[~,fitness]=svmpredict(test_wine_labels,test_wine,model); % SVM模型预测及其精度fitness=100-fitness(1); % 以错误率最小化为目标% Update Alpha, Beta, and Deltaif fitnessAlpha_score % 如果目标函数值小于Alpha狼的目标函数值Alpha_score=fitness; % 则将Alpha狼的目标函数值更新为最优目标函数值,Update alphaAlpha_pos=Positions(i,:); % 同时将Alpha狼的位置更新为最优位置if fitnessAlpha_score fitnessBeta_score % 如果目标函数值介于于Alpha狼和Beta狼的目标函数值之间Beta_score=fitness; % 则将Beta狼的目标函数值更新为最优目标函数值,Update betaBeta_pos=Positions(i,:); % 同时更新Beta狼的位置if fitnessAlpha_score fitnessBeta_score fitnessDelta_score % 如果目标函数值介于于Beta狼和Delta狼的目标函数值之间Delta_score=fitness; % 则将Delta狼的目标函数值更新为最优目标函数值,Update deltaDelta_pos=Positions(i,:); % 同时更新Delta狼的位置a=2-l*((2)-Max_iteration); % 对每一次迭代,计算相应的a 值,a decreases linearly fron 2 to 0% Update the Position of search agents including omegas for i=1:size(Positions,1) % 遍历每个狼for j=1:size(Positions,2) % 遍历每个维度% 包围猎物,位置更新r1=rand(); % r1 is a random number in [0,1]r2=rand(); % r2 is a random number in [0,1]A1=2*a*r1-a; % 计算系数A,Equation (3.3)C1=2*r2; % 计算系数C,Equation (3.4)% Alpha狼位置更新D_alpha=abs(C1*Alpha_pos(j)-Positions(i,j)); % Equation (3.5)-part 1X1=Alpha_pos(j)-A1*D_alpha; % Equation (3.6)-part 1r1=rand();r2=rand();A2=2*a*r1-a; % 计算系数A,Equation (3.3)C2=2*r2; % 计算系数C,Equation (3.4)% Beta狼位置更新D_beta=abs(C2*Beta_pos(j)-Positions(i,j)); % Equation (3.5)-part 2X2=Beta_pos(j)-A2*D_beta; % Equation (3.6)-part 2r1=rand();r2=rand();A3=2*a*r1-a; % 计算系数A,Equation (3.3)C3=2*r2; % 计算系数C,Equation (3.4)% Delta狼位置更新D_delta=abs(C3*Delta_pos(j)-Positions(i,j)); % Equation (3.5)-part 3X3=Delta_pos(j)-A3*D_delta; % Equation (3.5)-part 3% 位置更新Positions(i,j)=(X1+X2+X3)-3;% Equation (3.7)Convergence_curve(l)=Alpha_score;bestc=Alpha_pos(1,1);bestg=Alpha_pos(1,2);bestGWOaccuarcy=Alpha_score;%% 打印参数选择结果disp('打印选择结果');str=sprintf('Best Cross Validation Accuracy = %g%%,Best c = %g,Best g = %g',bestGWOaccuarcy*100,bestc,bestg);disp(str)%% 利用最佳的参数进行SVM网络训练cmd_gwosvm = ['-c ',num2str(bestc),' -g ',num2str(bestg)];model_gwosvm = svmtrain(train_wine_labels,train_wine,cmd_gwosvm);%% SVM网络预测[predict_label,accuracy] = svmpredict(test_wine_labels,test_wine,model_gwosvm);% 打印测试集分类准确率total = length(test_wine_labels);right = sum(predict_label == test_wine_labels);disp('打印测试集分类准确率');str = sprintf( 'Accuracy = %g%% (%d-%d)',accuracy(1),right,total);disp(str);%% 结果分析% 测试集的实际分类和预测分类图plot(test_wine_labels,'o');plot(predict_label,'r*');xlabel('测试集样本','FontSize',12);ylabel('类别标签','FontSize',12);legend('实际测试集分类','预测测试集分类');title('测试集的实际分类和预测分类图','FontSize',12);%% 显示程序运行时间% This function initialize the first population of search agentsfunctionPositions=initialization(SearchAgents_no,dim,ub,lb) Boundary_no= size(ub,2); % numnber of boundaries% If the boundaries of all variables are equal and user enter a signle% number for both ub and lbif Boundary_no==1Positions=rand(SearchAgents_no,dim).*(ub-lb)+lb;% If each variable has a different lb and ubif Boundary_no1for i=1:dimub_i=ub(i);lb_i=lb(i);Positions(:,i)=rand(SearchAgents_no,1).*(ub_i-lb_i)+lb_i;群体智能优化算法是一类基于概率的随机搜索进化算法,各个算法之间存在结构、研究内容、计算方法等具有较大的相似性。