Python演化计算基准函数详解

目录
  • 基准函数定义
  • 代码实现
  • 调用方法
  • 总结

基准函数是测试演化计算算法性能的函数集,由于大部分基准函数集都是C/C++编写,Python编写的基准函数比较少,因此本文实现了13个常用基准函数的Python版。

基准函数定义

代码实现

benchmark.py

import numpy as np
import copy
"""
Author : Robin_Hua
update time : 2021.10.14
version : 1.0
"""
class Sphere:
    def __init__(self, x):
        self.x = x
    def getvalue(self):
        res = np.sum(self.x**2)
        return res
class Schwefel2_22:
    def __init__(self, x):
        self.x = x
    def getvalue(self):
        res = np.sum(np.abs(self.x)) + np.prod(np.abs(self.x))
        return res
class Noise:
    def __init__(self,x):
        self.x = x
    def getvalue(self):
        d = self.x.shape[0]
        res = np.sum(np.arange(1, d + 1) * self.x ** 4) + np.random.random()
        return res
class Schwefel2_21:
    def __init__(self,x):
        self.x = x
    def getvalue(self):
        res = np.max(np.abs(self.x))
        return res
class Step:
    def __init__(self,x):
        self.x = x
    def getvalue(self):
        res = np.sum(int(self.x + 0.5) ** 2)
        return res
class Rosenbrock:
    def __init__(self,x):
        self.x = x
    def getvalue(self):
        d = self.x.shape[0]
        res = np.sum(np.abs(100*(self.x[1:] - self.x[:-1]**2)**2 + (1 - self.x[:-1])**2))
        return res
class Schwefel:
    def __init__(self,x):
        self.x = x
    def getvalue(self):
        d = self.x.shape[0]
        res = 418.9829*d - np.sum(self.x * np.sin(np.sqrt(np.abs(self.x))))
        return res
class Rastrigin:
    def __init__(self,x):
        self.x = x
    def getvalue(self):
        d = self.x.shape[0]
        res = 10 * d + np.sum(self.x ** 2 - 10 * np.cos(2 * np.pi * self.x))
        return res
class Ackley:
    def __init__(self,x):
        self.x = x
    def getvalue(self):
        d = self.x.shape[0]
        res = - 20 * np.exp(-0.2 * np.sqrt(np.mean(self.x ** 2)))
        res = res - np.exp(np.mean(np.cos(2 * np.pi * self.x))) + 20 + np.exp(1)
        return res
class Griewank:
    def __init__(self,x):
        self.x = x
    def getvalue(self):
        d = self.x.shape[0]
        i = np.arange(1, d + 1)
        res = 1 + np.sum(self.x ** 2) / 4000 - np.prod(np.cos(self.x / np.sqrt(i)))
        return res
class Generalized_Penalized:
    def __init__(self,x):
        self.x = x
    def u(self,a,k,m):
        temp = copy.deepcopy(self.x)
        temp[-a <= temp.any() <= a] = 0
        temp[temp > a] = k*(temp[temp > a]-a)**m
        temp[temp < -a] = k * (-temp[temp < -a] - a) ** m
        """
        temp = np.zeros_like(self.x)
        d = self.x.shape[0]
        for i in range(d):
            if self.x[i]>a:
                temp[i] = k*(self.x[i]-a)**m
            elif self.x[i]<-a:
                temp[i] = k * (-self.x[i] - a) ** m
            else:
                pass
        """
        return temp
    def getvalue(self):
        d = self.x.shape[0]
        y = 1+1/4*(self.x+1)
        res = np.pi/d*(10*np.sin(np.pi*y[0])**2+np.sum((y[:-1]-1)**2*(1+10*np.sin(np.pi*y[1:])**2))+(y[-1]-1)**2)+np.sum(self.u(10,100,4))
        return res
def benchmark_func(x,func_num):
    func = func_list[func_num]
    res = func(x)
    return res
func_list = [Sphere,Schwefel2_22,Noise,Schwefel2_21,Step,Rosenbrock,Schwefel,Rastrigin,Ackley,Griewank,Generalized_Penalized]

调用方法

输入为向量x和函数编号func_num

import benchmark
import numpy as np
vector = np.random.random(30)
value = benchmark.benchmark_func(x=vector,func_num=0).getvalue()

总结

本篇文章就到这里了,希望能够给你带来帮助,也希望您能够多多关注我们的更多内容!

(0)

相关推荐

  • python计算分段函数值的方法

    本博文源于python科学计算,旨在解析如何使用python进行计算分段函数值.下面就以复杂的二元函数进行演示. 题目再现 求解思路 首先先生成x1,x2,然后我们将其映射到网格里,最后写出表达式,进行求解.题目效果,再来张图片,就更加好了! 代码再现 # -*- coding:UTF-8 -*- # 开发时间:2021/9/1 13:27 import numpy as np import matplotlib.pyplot as plt x = np.arange(-2,2,0.04) y

  • Python自定义函数计算给定日期是该年第几天的方法示例

    本文实例讲述了Python自定义函数计算给定日期是该年第几天的方法.分享给大家供大家参考,具体如下: 写一个函数,计算给定日期是该年的第几天. 满足闰年的条件: 闰年是公历中的名词,能被4整除但不能被100整除,或能被400整除的年份即为闰年. 闰年(Leap Year)是为了弥补因人为历法规定造成的年度天数与地球实际公转周期的时间差而设立的.补上时间差的年份为闰年.闰年共有366天(1-12月分别为31天,29天,31天,30天,31天,30天,31天,31天,30天,31天,30天,31天)

  • 基于python计算滚动方差(标准差)talib和pd.rolling函数差异详解

    我就废话不多说了,大家还是直接看代码吧! # -*- coding: utf-8 -*- """ Created on Thu Apr 12 11:23:46 2018 @author: henbile """ #计算滚动波动率可以使用专门做技术分析的talib包里面的函数,也可以使用pandas包里面的滚动函数. #但是两个函数对于分母的选择,就是使用N还是N-1作为分母这件事情上是有分歧的. #另一个差异在于:talib包计算基于numpy,

  • python 计算概率密度、累计分布、逆函数的例子

    计算概率分布的相关参数时,一般使用 scipy 包,常用的函数包括以下几个: pdf:连续随机分布的概率密度函数 pmf:离散随机分布的概率密度函数 cdf:累计分布函数 百分位函数(累计分布函数的逆函数) 生存函数的逆函数(1 - cdf 的逆函数) 函数里面不仅能跟一个数据,还能跟一个数组.下面用正态分布举例说明: >>> import scipy.stats as st >>> st.norm.cdf(0) # 标准正态分布在 0 处的累计分布概率值 0.5 &g

  • Python通用函数实现数组计算的方法

    一.数组的运算 数组的运算可以进行加减乘除,同时也可以将这些算数运算符进行任意的组合已达到效果. >>> x=np.arange(5) >>> x array([0, 1, 2, 3, 4]) >>> x=5 >>> x=np.arange(5) >>> x+5 array([5, 6, 7, 8, 9]) >>> x-5 array([-5, -4, -3, -2, -1]) >>&g

  • Python演化计算基准函数详解

    目录 基准函数定义 代码实现 调用方法 总结 基准函数是测试演化计算算法性能的函数集,由于大部分基准函数集都是C/C++编写,Python编写的基准函数比较少,因此本文实现了13个常用基准函数的Python版. 基准函数定义 代码实现 benchmark.py import numpy as np import copy """ Author : Robin_Hua update time : 2021.10.14 version : 1.0 ""&quo

  • python中的 zip函数详解及用法举例

    python中zip()函数用法举例 定义:zip([iterable, ...]) zip()是Python的一个内建函数,它接受一系列可迭代的对象作为参数,将对象中对应的元素打包成一个个tuple(元组),然后返回由这些tuples组成的list(列表).若传入参数的长度不等,则返回list的长度和参数中长度最短的对象相同.利用*号操作符,可以将list unzip(解压),看下面的例子就明白了: 示例1 x = [1, 2, 3] y = [4, 5, 6] z = [7, 8, 9] x

  • Python数据分析之pandas函数详解

    一.apply和applymap 1. 可直接使用NumPy的函数 示例代码: # Numpy ufunc 函数 df = pd.DataFrame(np.random.randn(5,4) - 1) print(df) print(np.abs(df)) 运行结果: 0         1         2         3 0 -0.062413  0.844813 -1.853721 -1.980717 1 -0.539628 -1.975173 -0.856597 -2.612406

  • python基础之匿名函数详解

    目录 1.匿名函数介绍 2.语法 3.使用场景 4.匿名函数和普通函数的对比 5.匿名函数的多种形式 6.lambda 作为一个参数传递 7. lambda函数与python内置函数配合使用 8.lambda 作为函数的返回值 1.匿名函数介绍 匿名函数指一类无须定义标识符的函数或子程序.Python用lambda语法定义匿名函数,只需用表达式而无需申明. 在python中,不通过def来声明函数名字,而是通过 lambda 关键字来定义的函数称为匿名函数. lambda函数能接收任何数量(可以

  • python中lambda匿名函数详解

    在Python中,不通过def来声明函数名字,而是通过lambda关键字来定义的函数称为匿名函数 关键字lambda表示匿名函数 语法 lambda 参数:表达式 先写lambda关键字,然后依次写匿名函数的参数,多个参数中间用逗号连接,然后是一个冒号,冒号后面写返回的表达式 lambda函数比普通函数更简洁 匿名函数有个好处:函数没有名字,不必担心函数名冲突 匿名函数与普通函数的对比 : def sum_func(a, b, c): return a + b + c sum_lambda =

  • Python文件读写open函数详解

    前言: open()函数的定义:def open(file, mode='r', buffering=None, encoding=None, errors=None, newline=None, closefd=True) 常用的参数有 file.mode.encoding file是文件名称, mode是文件的打开方式.encoding是文件编码格式 mode常见的有 只读模式®.写入模式(w).追加模式(a).读写模式(r+/w+/a+) r+要求文件必须存在:锚点置于末行末位字符处 w+

  • Python类的高级函数详解

    __str__函数 如果定义了该函数,当print当前实例化对象的时候,会返回该函数的return信息 可用于定义当前类的描述信息 用法: def __str__(self): return str_type 参数:无 返回值:一般返回对于该类的描述信息 __getattr__函数 当调用的属性或者方法不存在时,会返回该方法定义的信息 用法: def __getattr__(self, key): print(something.-.) 参数: key: 调用任意不存在的属性名 返回值: 可以是

  • python 中 os.walk() 函数详解

    os.walk()是一种遍历目录数的函数,它以一种深度优先的策略(depth-first)访问指定的目录. 其返回的是(root,dirs, files), root代表当前遍历的目录路径,string类型 dirs代表root路径下的所有子目录名称,list类型,列表中的每个元素是string类型,代表子目录名称. files代表root路径下的所有子文件名称,返回list类型,列表中的每个元素是string类型,代表子文件名称. 加入我当前的目录如下. 可以先打印一下其是怎么遍历的: imp

  • Python科学计算之Pandas详解

    起步 Pandas最初被作为金融数据分析工具而开发出来,因此 pandas 为时间序列分析提供了很好的支持. Pandas 的名称来自于面板数据(panel data)和python数据分析 (data analysis) .panel data是经济学中关于多维数据集的一个术语,在Pandas中也提供了panel的数据类型. 在我看来,对于 Numpy 以及 Matplotlib ,Pandas可以帮助创建一个非常牢固的用于数据挖掘与分析的基础.而Scipy当然是另一个主要的也十分出色的科学计

  • python 迭代器和iter()函数详解及实例

    python中迭代器和iter()函数 迭代器为类序列对象提供了一个类序列的接口.python的迭代无缝地支持序列对象,而且它还允许程序员迭代非序列类型,包括用户定义的对象.迭代器用起来很灵巧,你可以迭代不是序列但表现处序列行为的对象,例如字典的键.一个文件的行,等等.迭代器的作用如下: •提供了刻扩展的迭代器接口: •对列表迭代带来了性能上的增强: •在字典迭代中性能提升: •创建真正的迭代接口,而不是原来的随即对象访问: •与所有已经存在的用户定义的类以及扩展得模拟序列和映射的对象向后兼容:

随机推荐