粒子集群算法简单实例 java实现

package com.song.test.pos;
import java.util.Random;

/**
* 此例子用来理解粒子集群算法。
* 注意：在编写例子过程中，曾遇到过这样一个问题：在给数组赋值时，某些数据会产生覆盖、脏读等不可预期的错误。仔细调试，发现可能是因为在给数组赋值时，直接
* 使用了一个数组给另外一个数组赋值。这种方式是不正确的，切记！！！
* */

public class Pos {
private static int M=200; //迭代次数
private static int N=50;  //粒子数
private static int D=3;   //粒子维数
private static double[][] xPos = new double
[D];  //存储各粒子的位置信息
private static double[][] yPos = new double
[D];  //存储各粒子的位置信息副本（局部最优解）
private static double[][] xVel = new double
[D];  //存储各粒子的速度信息

private static double[] gBest = new double[D];      //全局最优解
private static double[] expense = new double
;    //存储各粒子代价函数值

//相关参数
private static double w = 0.6;
private static double c1 = 2.0;
private static double c2 = 2.0;
private Random random = new Random();

public static void main(String args[])
{
Pos pos=new Pos();
pos.Initialize();
pos.Search();
}

//初始化
public void Initialize()
{
//初始化位置和速度
for(int i=0;i<N;i++){
for(int j=0;j<D;j++){
xPos[i][j]=random.nextGaussian();
xVel[i][j]=random.nextGaussian();
}
}

//计算每个粒子的代价函数值，并初始化局部最优解和全局最优解
for(int i=0;i<N;i++){
expense[i] = function(xPos[i]);
for(int d=0;d<D;d++){
yPos[i][d]=xPos[i][d];
}
}
for(int d=0;d<D;d++){
gBest[d] = xPos[N-1][d];
}

for(int i=0;i<N-1;i++){
if(function(gBest)>=function(xPos[i])){
for(int d=0;d<D;d++){
gBest[d] = xPos[i][d];
}
}
}
System.out.println("初始化完毕！"+function(gBest));
}

//算法主体
public void Search()
{
for(int m=0;m<M;m++){

for(int n=0;n<N;n++)
{
//计算出粒子的速度和位置
for(int d=0;d<D;d++){
xVel
[d] = w*xVel
[d] + c1*random.nextDouble()*(yPos
[d]-xPos
[d])+c2*random.nextDouble()*(gBest[d]-xPos
[d]);
System.out.print(xPos
[d]+" ");
xPos
[d] += xVel
[d];
}

//将粒子新位置的代价与粒子原本的代价进行比较，如果新的代价更小，则用此时新的位置更新粒子局部最优解，并更新此粒子代价
if(function(xPos
)<expense
){
expense
= function(xPos
);
for(int d=0;d<D;d++){
yPos
[d]=xPos
[d];
}
}

//将此粒子的代价（是否更新过取决于上一步）与全局最优解的代价进行比较。如果此时的全局最优解代价更大，则将此粒子的局部最优解用来更新全局最优解
if(expense
<function(gBest)){
for(int d=0;d<D;d++){
gBest[d] = yPos
[d];
}
}

}
System.out.println(function(gBest)+"\r\n");

}

}
public double function(double[] temp)
{
double y = temp[0] * temp[0] + temp[1] * temp[1] + temp[2] * temp[2];
return y;
}

}