python遗传算法库

㈠ 最受欢迎的 15 大 python 库有哪些

1、Pandas：是一个Python包，旨在通过“标记”和“关系”数据进行工作，简单直观。它设计用于快速简单的数据操作、聚合和可视化，是数据整理的完美工具。
2、Numpy：是专门为Python中科学计算而设计的软件集合，它为Python中的n维数组和矩阵的操作提供了大量有用的功能。该库提供了NumPy数组类型的数学运算向量化，可以改善性能，从而加快执行速度。
3、SciPy：是一个工程和科学软件库，包含线性代数，优化，集成和统计的模块。SciPy库的主要功能是建立在NumPy上，通过其特定子模块提供有效的数值例程，并作为数字积分、优化和其他例程。
4、Matplotlib：为轻松生成简单而强大的可视化而量身定制，它使Python成为像MatLab或Mathematica这样的科学工具的竞争对手。
5、Seaborn：主要关注统计模型的可视化(包括热图)，Seaborn高度依赖于Matplotlib。
6、Bokeh：独立于Matplotlib，主要焦点是交互性，它通过现代浏览器以数据驱动文档的风格呈现。
7、Plotly：是一个基于Web用于构建可视化的工具箱，提供API给一些编程语言(Python在内)。
8、Scikits：是Scikits
Stack额外的软件包，专为像图像处理和机器学习辅助等特定功能而设计。它建立在SciPy之上，中集成了有质量的代码和良好的文档、简单易用并且十分高效，是使用Python进行机器学习的实际行业标准。
9、Theano：是一个Python软件包，它定义了与NumPy类似的多维数组，以及数学运算和表达式。此库是被编译的，可实现在所有架构上的高效运行。
10、TensorFlow：是数据流图计算的开源库，旨在满足谷歌对训练神经网络的高需求，并且是基于神经网络的机器学习系统DistBelief的继任者，可以在大型数据集上快速训练神经网络。
11、Keras：是一个用Python编写的开源的库，用于在高层的接口上构建神经网络。它简单易懂，具有高级可扩展性。
12、NLTK：主要用于符号学和统计学自然语言处理(NLP) 的常见任务，旨在促进NLP及相关领域(语言学，认知科学人工智能等)的教学和研究。
13、Gensim：是一个用于Python的开源库，为有向量空间模型和主题模型的工作提供了使用工具。这个库是为了高效处理大量文本而设计，不仅可以进行内存处理，还可以通过广泛使用NumPy数据结构和SciPy操作来获得更高的效率。

㈡ python有没有简单的遗传算法库

首先遗传算法是一种优化算法，通过模拟基因的优胜劣汰，进行计算（具体的算法思路什么的就不赘述了）。大致过程分为初始化编码、个体评价、选择，交叉，变异。

以目标式子 y = 10 * sin(5x) + 7 * cos(4x)为例，计算其最大值

首先是初始化，包括具体要计算的式子、种群数量、染色体长度、交配概率、变异概率等。并且要对基因序列进行初始化

[python]view plain

• pop_size=500#种群数量

• max_value=10#基因中允许出现的最大值

• chrom_length=10#染色体长度

• pc=0.6#交配概率

• pm=0.01#变异概率

• results=[[]]#存储每一代的最优解，N个二元组

• fit_value=[]#个体适应度

• fit_mean=[]#平均适应度

• pop=geneEncoding(pop_size,chrom_length)




其中genEncodeing是自定义的一个简单随机生成序列的函数，具体实现如下

[python]view plain

• defgeneEncoding(pop_size,chrom_length):

• pop=[[]]

• foriinrange(pop_size):

• temp=[]

• forjinrange(chrom_length):

• temp.append(random.randint(0,1))

• pop.append(temp)

• returnpop[1:]

编码完成之后就是要进行个体评价，个体评价主要是计算各个编码出来的list的值以及对应带入目标式子的值。其实编码出来的就是一堆2进制list。这些2进制list每个都代表了一个数。其值的计算方式为转换为10进制，然后除以2的序列长度次方减一，也就是全一list的十进制减一。根据这个规则就能计算出所有list的值和带入要计算式子中的值，代码如下

[python]view plain

• #0.0coding:utf-80.0

• #解码并计算值

• importmath

• defdecodechrom(pop,chrom_length):

• temp=[]

• foriinrange(len(pop)):

• t=0

• forjinrange(chrom_length):

• t+=pop[i][j]*(math.pow(2,j))

• temp.append(t)

• returntemp

• defcalobjValue(pop,chrom_length,max_value):

• temp1=[]

• obj_value=[]

• temp1=decodechrom(pop,chrom_length)

• foriinrange(len(temp1)):

• x=temp1[i]*max_value/(math.pow(2,chrom_length)-1)

• obj_value.append(10*math.sin(5*x)+7*math.cos(4*x))

• returnobj_value

有了具体的值和对应的基因序列，然后进行一次淘汰，目的是淘汰掉一些不可能的坏值。这里由于是计算最大值，于是就淘汰负值就好了

[python]view plain

• #0.0coding:utf-80.0

• #淘汰（去除负值）

• defcalfitValue(obj_value):

• fit_value=[]

• c_min=0

• foriinrange(len(obj_value)):

• if(obj_value[i]+c_min>0):

• temp=c_min+obj_value[i]

• else:

• temp=0.0

• fit_value.append(temp)

• returnfit_value




然后就是进行选择，这是整个遗传算法最核心的部分。选择实际上模拟生物遗传进化的优胜劣汰，让优秀的个体尽可能存活，让差的个体尽可能的淘汰。个体的好坏是取决于个体适应度。个体适应度越高，越容易被留下，个体适应度越低越容易被淘汰。具体的代码如下

[python]view plain

• #0.0coding:utf-80.0

• #选择

• importrandom

• defsum(fit_value):

• total=0

• foriinrange(len(fit_value)):

• total+=fit_value[i]

• returntotal

• defcumsum(fit_value):

• foriinrange(len(fit_value)-2,-1,-1):

• t=0

• j=0

• while(j<=i):

• t+=fit_value[j]

• j+=1

• fit_value[i]=t

• fit_value[len(fit_value)-1]=1

• defselection(pop,fit_value):

• newfit_value=[]

• #适应度总和

• total_fit=sum(fit_value)

• foriinrange(len(fit_value)):

• newfit_value.append(fit_value[i]/total_fit)

• #计算累计概率

• cumsum(newfit_value)

• ms=[]

• pop_len=len(pop)

• foriinrange(pop_len):

• ms.append(random.random())

• ms.sort()

• fitin=0

• newin=0

• newpop=pop

• #转轮盘选择法

• whilenewin<pop_len:

• if(ms[newin]<newfit_value[fitin]):

• newpop[newin]=pop[fitin]

• newin=newin+1

• else:

• fitin=fitin+1

• pop=newpop

• 以上代码主要进行了3个操作，首先是计算个体适应度总和，然后在计算各自的累积适应度。这两步都好理解，主要是第三步，转轮盘选择法。这一步首先是生成基因总数个0-1的小数，然后分别和各个基因的累积个体适应度进行比较。如果累积个体适应度大于随机数则进行保留，否则就淘汰。这一块的核心思想在于：一个基因的个体适应度越高，他所占据的累计适应度空隙就越大，也就是说他越容易被保留下来。

选择完后就是进行交配和变异，这个两个步骤很好理解。就是对基因序列进行改变，只不过改变的方式不一样

交配：

[python]view plain

• #0.0coding:utf-80.0

• #交配

• importrandom

• defcrossover(pop,pc):

• pop_len=len(pop)

• foriinrange(pop_len-1):

• if(random.random()<pc):

• cpoint=random.randint(0,len(pop[0]))

• temp1=[]

• temp2=[]

• temp1.extend(pop[i][0:cpoint])

• temp1.extend(pop[i+1][cpoint:len(pop[i])])

• temp2.extend(pop[i+1][0:cpoint])

• temp2.extend(pop[i][cpoint:len(pop[i])])

• pop[i]=temp1

• pop[i+1]=temp2



• 变异：

[python]view plain

• #0.0coding:utf-80.0

• #基因突变

• importrandom

• defmutation(pop,pm):

• px=len(pop)

• py=len(pop[0])

• foriinrange(px):

• if(random.random()<pm):

• mpoint=random.randint(0,py-1)

• if(pop[i][mpoint]==1):

• pop[i][mpoint]=0

• else:

• pop[i][mpoint]=1



• 整个遗传算法的实现完成了，总的调用入口代码如下

[python]view plain

• #0.0coding:utf-80.0

• importmatplotlib.pyplotasplt

• importmath

• fromselectionimportselection

• fromcrossoverimportcrossover

• frommutationimportmutation

• frombestimportbest

• print'y=10*math.sin(5*x)+7*math.cos(4*x)'

• #计算2进制序列代表的数值

• defb2d(b,max_value,chrom_length):

• t=0

• forjinrange(len(b)):

• t+=b[j]*(math.pow(2,j))

• t=t*max_value/(math.pow(2,chrom_length)-1)

• returnt

• pop_size=500#种群数量

• max_value=10#基因中允许出现的最大值

• chrom_length=10#染色体长度

• pc=0.6#交配概率

• pm=0.01#变异概率

• results=[[]]#存储每一代的最优解，N个二元组

• fit_value=[]#个体适应度

• fit_mean=[]#平均适应度

• #pop=[[0,1,0,1,0,1,0,1,0,1]foriinrange(pop_size)]

• pop=geneEncoding(pop_size,chrom_length)

• foriinrange(pop_size):

• obj_value=calobjValue(pop,chrom_length,max_value)#个体评价

• fit_value=calfitValue(obj_value)#淘汰

• best_indivial,best_fit=best(pop,fit_value)#第一个存储最优的解,第二个存储最优基因

• results.append([best_fit,b2d(best_indivial,max_value,chrom_length)])

• selection(pop,fit_value)#新种群复制

• crossover(pop,pc)#交配

• mutation(pop,pm)#变异

• results=results[1:]

• results.sort()

• X=[]

• Y=[]

• foriinrange(500):

• X.append(i)

• t=results[i][0]

• Y.append(t)

• plt.plot(X,Y)

• plt.show()

• 最后调用了一下matplotlib包，把500代最优解的变化趋势表现出来。



完整代码可以在github查看

欢迎访问我的个人博客

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㈢ 常用的python库，有哪些

pyqt, tkinter, pygame
scipy numpy graphviz nltk
看你要做什么用咯

㈣ python遗传算法目标函数怎么编

一、遗传算法介绍
遗传算法是通过模拟大自然中生物进化的历程，来解决问题的。大自然中一个种群经历过若干代的自然选择后，剩下的种群必定是适应环境的。把一个问题所有的解看做一个种群，经历过若干次的自然选择以后，剩下的解中是有问题的最优解的。当然，只能说有最优解的概率很大。这里，我们用遗传算法求一个函数的最大值。
f(x) = 10 * sin( 5x ) + 7 * cos( 4x ), 0 <= x <= 10
1、将自变量x进行编码
取基因片段的长度为10, 则10位二进制位可以表示的范围是0到1023。基因与自变量转变的公式是x = b2d(indivial) * 10 / 1023。构造初始的种群pop。每个个体的基因初始值是[0, 1, 0, 1, 0, 1, 0, 1, 0, 1]
2、计算目标函数值
根据自变量与基因的转化关系式，求出每个个体的基因对应的自变量，然后将自变量代入函数f（x），求出每个个体的目标函数值。
3、适应度函数
适应度函数是用来评估个体适应环境的能力，是进行自然选择的依据。本题的适应度函数直接将目标函数值中的负值变成0. 因为我们求的是最大值，所以要使目标函数值是负数的个体不适应环境，使其繁殖后代的能力为0.适应度函数的作用将在自然选择中体现。
4、自然选择
自然选择的思想不再赘述，操作使用轮盘赌算法。其具体步骤：
假设种群中共5个个体，适应度函数计算出来的个体适应性列表是fitvalue = [1 ,3, 0, 2, 4] ，totalvalue = 10 ， 如果将fitvalue画到圆盘上，值的大小表示在圆盘上的面积。在转动轮盘的过程中，单个模块的面积越大则被选中的概率越大。选择的方法是将fitvalue转化为[1 ， 4 ，4 , 6 ，10], fitvalue / totalvalue = [0.1 , 0.4 , 0.4 , 0.6 , 1.0] . 然后产生5个0-1之间的随机数，将随机数从小到大排序，假如是[0.05 , 0.2 , 0.7 , 0.8 ,0.9]，则将0号个体、1号个体、4号个体、4号个体、4号个体拷贝到新种群中。自然选择的结果使种群更符合条件了。
5、繁殖
假设个体a、b的基因是
a = [1, 0, 0, 0, 0, 1, 1, 1, 0, 0]

b = [0, 0, 0, 1, 1, 0, 1, 1, 1, 1]

这两个个体发生基因交换的概率pc = 0.6.如果要发生基因交换，则产生一个随机数point表示基因交换的位置，假设point = 4,则：

a = [1, 0, 0, 0, 0, 1, 1, 1, 0, 0]

b = [0, 0, 0, 1, 1, 0, 1, 1, 1, 1]
交换后为：

a = [1, 0, 0, 0, 1, 0, 1, 1, 1, 1]

b = [0, 0, 0, 1, 0, 1, 1, 1, 0, 0]
6、突变
遍历每一个个体，基因的每一位发生突变（0变为1,1变为0）的概率为0.001.突变可以增加解空间
二、代码
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def b2d(b): #将二进制转化为十进制 x∈[0,10] t = 0 for j in range(len(b)): t += b[j] * (math.pow(2, j)) t = t * 10 / 1023 return tpopsize = 50 #种群的大小#用遗传算法求函数最大值：#f(x)=10*sin(5x)+7*cos(4x) x∈[0,10]chromlength = 10 #基因片段的长度pc = 0.6 #两个个体交叉的概率pm = 0.001; #基因突变的概率results = [[]]bestindivial = []bestfit = 0fitvalue = []tempop = [[]]pop = [[0, 1, 0, 1, 0, 1, 0, 1, 0, 1] for i in range(popsize)]for i in range(100): #繁殖100代 objvalue = calobjvalue(pop) #计算目标函数值 fitvalue = calfitvalue(objvalue); #计算个体的适应值 [bestindivial, bestfit] = best(pop, fitvalue) #选出最好的个体和最好的函数值 results.append([bestfit,b2d(bestindivial)]) #每次繁殖，将最好的结果记录下来 selection(pop, fitvalue) #自然选择，淘汰掉一部分适应性低的个体 crossover(pop, pc) #交叉繁殖 mutation(pop, pc) #基因突变 results.sort() print(results[-1]) #打印函数最大值和对应的

来自CODE的代码片
GA.py

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def best(pop, fitvalue): #找出适应函数值中最大值，和对应的个体 px = len(pop) bestindivial = [] bestfit = fitvalue[0] for i in range(1,px): if(fitvalue[i] > bestfit): bestfit = fitvalue[i] bestindivial = pop[i] return [bestindivial, bestfit]

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best.py

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def calfitvalue(objvalue):#转化为适应值，目标函数值越大越好，负值淘汰。 fitvalue = [] temp = 0.0 Cmin = 0; for i in range(len(objvalue)): if(objvalue[i] + Cmin > 0): temp = Cmin + objvalue[i] else: temp = 0.0 fitvalue.append(temp) return fitvalue

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calfitvalue.py

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import mathdef decodechrom(pop): #将种群的二进制基因转化为十进制（0,1023） temp = []; for i in range(len(pop)): t = 0; for j in range(10): t += pop[i][j] * (math.pow(2, j)) temp.append(t) return tempdef calobjvalue(pop): #计算目标函数值 temp1 = []; objvalue = []; temp1 = decodechrom(pop) for i in range(len(temp1)): x = temp1[i] * 10 / 1023 #（0,1023）转化为 （0,10） objvalue.append(10 * math.sin(5 * x) + 7 * math.cos(4 * x)) return objvalue #目标函数值objvalue[m] 与个体基因 pop[m] 对应

来自CODE的代码片
calobjvalue.py

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import randomdef crossover(pop, pc): #个体间交叉，实现基因交换 poplen = len(pop) for i in range(poplen - 1): if(random.random() < pc): cpoint = random.randint(0,len(pop[0])) temp1 = [] temp2 = [] temp1.extend(pop[i][0 : cpoint]) temp1.extend(pop[i+1][cpoint : len(pop[i])]) temp2.extend(pop[i+1][0 : cpoint]) temp2.extend(pop[i][cpoint : len(pop[i])]) pop[i] = temp1 pop[i+1] = temp2

来自CODE的代码片
crossover.py

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import randomdef mutation(pop, pm): #基因突变 px = len(pop) py = len(pop[0]) for i in range(px): if(random.random() < pm): mpoint = random.randint(0,py-1) if(pop[i][mpoint] == 1): pop[i][mpoint] = 0 else: pop[i][mpoint] = 1

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mutation.py

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import randomdef sum(fitvalue): total = 0 for i in range(len(fitvalue)): total += fitvalue[i] return totaldef cumsum(fitvalue): for i in range(len(fitvalue)): t = 0; j = 0; while(j <= i): t += fitvalue[j] j = j + 1 fitvalue[i] = t;def selection(pop, fitvalue): #自然选择（轮盘赌算法） newfitvalue = [] totalfit = sum(fitvalue) for i in range(len(fitvalue)): newfitvalue.append(fitvalue[i] / totalfit) cumsum(newfitvalue) ms = []; poplen = len(pop) for i in range(poplen): ms.append(random.random()) #random float list ms ms.sort() fitin = 0 newin = 0 newpop = pop while newin < poplen: if(ms[newin] < newfitvalue[fitin]): newpop[newin] = pop[fitin] newin = newin + 1 else: fitin = fitin + 1 pop = newpop

㈤ 使用流行的遗传算法python库是哪个

刚从github上面安装了两个遗传算法的库，tpot和gplearn。才刚接触遗传算法，不敢多讲

㈥ Python 常用的标准库以及第三方库有哪些

5个常用的Python标准库：

1、os：提供了不少与操作系统相关联的函数库

os包是Python与操作系统的接口。我们可以用os包来实现操作系统的许多功能，比如管理系统进程，改变当前路径，改变文件权限等。但要注意，os包是建立在操作系统的平台上的，许多功能在Windows系统上是无法实现的。另外，在使用os包中，要注意其中的有些功能已经被其他的包取代。

我们通过文件系统来管理磁盘上储存的文件。查找、删除、复制文件以及列出文件列表等都是常见的文件操作。这些功能通常可以在操作系统中看到，但现在可以通过Python标准库中的glob包、shutil包、os.path包以及os包的一些函数等，在Python内部实现。

2、sys：通常用于命令行参数的库

sys包被用于管理Python自身的运行环境。Python是一个解释器，也是一个运行在操作系统上的程序。我们可以用sys包来控制这一程序运行的许多参数，比如说Python运行所能占据的内存和CPU，Python所要扫描的路径等。另一个重要功能是和Python自己的命令行互动，从命令行读取命令和参数。

3、random：用于生成随机数的库

Python标准库中的random函数，可以生成随机浮点数、整数、字符串，甚至帮助你随机选择列表序列中的一个元素，打乱一组数据等。

4、math：提供了数学常数和数学函数

标准库中，Python定义了一些新的数字类型，以弥补之前的数字类型可能的不足。标准库还包含了random包，用于处理随机数相关的功能。math包补充了一些重要的数学常数和数学函数，比如pi、三角函数等等。

5、datetime：日期和时间的操作库

日期和时间的管理并不复杂，但容易犯错。Python的标准库中对日期和时间的管理颇为完善，你不仅可以进行日期时间的查询和变换，还可以对日期时间进行运算。通过这些标准库，还可以根据需要控制日期时间输出的文本格式。

除此之外，Python还有很多第三方库，了解更多可移步：oldboye

㈦ Python常用的标准库以及第三方库有哪些

Python常用的标准库有http库。第三方库有scrapy，pillow和wxPython.以下有介绍：

1. Requests.Kenneth Reitz写的最富盛名的http库，每个Python程序员都应该有它。

2. Scrapy.如果你从事爬虫相关的工作，那么这个库也是必不可少的。用过它之后你就不会再想用别的同类库了。

3. wxPython.Python的一个GUI（图形用户界面）工具。我主要用它替代tkinter。

4. Pillow.它是PIL的一个友好分支。对于用户比PIL更加友好，对于任何在图形领域工作的人是必备的库。

㈧ python 遗传算法问题

遗传算法（GA）是最早由美国Holland教授提出的一种基于自然界的“适者生存，优胜劣汰”基本法则的智能搜索算法。
遗传算法也是借鉴该基本法则，通过基于种群的思想，将问题的解通过编码的方式转化为种群中的个体，并让这些个体不断地通过选择、交叉和变异算子模拟生物的进化过程，然后利用“优胜劣汰”法则选择种群中适应性较强的个体构成子种群，然后让子种群重复类似的进化过程，直到找到问题的最优解或者到达一定的进化（运算）时间。

㈨ 老师要求用python做遗传算法，原理明白，可是不会代码，哪位老哥帮讲讲，价钱可以商量

还是蛮简单的，而且 python 中有现成的遗传算法工具箱可用。
实现的关键则是如何进行编码，这个码就是函数的参数，参数的个数就是染色体中基因的个数， 选择交叉变异，无非就是改变基因的值而不改变染色体的长度，然后产生新的染色体，将新的染色体重的值以参数的形式带入到函数中求得新的函数值

㈩ python 哪个包里有 遗传算法

scikit-opt调研过很多遗传算法库，这个挺好用的。

#目标函数
defdemo_func(x):
x1,x2,x3=x
returnx1**2+(x2-0.05)**2+x3**2
fromgaimportGA

调用遗传算法求解：

ga=GA(func=demo_func,lb=[-1,-10,-5],ub=[2,10,2],max_iter=500)
best_x,best_y=ga.fit()