PSO ALGORITHM by cpp.

PSO.cpp

#include<iostream>
#include<random>
#include<math.h>
using namespace std;
//群体中的粒子数
#define SWARMSIZE 10
//值域大小 值域为：x为[0,SPACESIZE]
#define SPACESIZE 2
//迭代次数
static int generNum = 100; 
//粒子
struct Particle
{
    double present;//粒子的位置
    double fitness;//适应度
    double pbest;//个体的最佳位置
    double vel;//速度
}pars[SWARMSIZE];//定义粒子群
//防止粒子直接跨过最优解，粒子的最大速度
static double vMax = 0.1;
//群体最佳
static double gbest = 0;
//目标函数
double fitnessFunc(double x){
    return sin(x);
}
double rdNum[10000];

double randomNum(int upper = 9,int times = 6){
    static default_random_engine e;
    e.seed(time(0));
    static uniform_int_distribution<unsigned> u(1,9);
    //产生0-1的double随机数
    double t = 0;
    for(int i = 0 ; i < generNum*2+100 ; i ++){
        for(int j = 0 ; j < times ; j++){
            t += pow(10,j)*u(e);
        }
        t = t / pow(10,times);
        rdNum[i] = t;
        t = 0;
    }
    return t;
}
void initPars(){
    randomNum();
    for(int i = 0 ; i < SWARMSIZE ; i++){
        //给粒子们一个初始位置
        pars[i].present = SPACESIZE * rdNum[generNum*2+i*2+1];
        //给粒子们一个初始速度 0~0.05
        pars[i].vel =  rdNum[generNum*2+i*2]/ 20;
        pars[i].pbest = pars[i].present;
        //找到粒子群中适应度最大的粒子，即为gbest
        pars[i].fitness = fitnessFunc(pars[i].present);
        if(pars[i].fitness > fitnessFunc(gbest)) gbest = pars[i].present;
    }
}

void PSO(){
    for(int i = 0 ; i < generNum ; i++){
        for(int j = 0 ; j < SWARMSIZE ; j++){
            //更新速度
            double par = 2*rdNum[j*2]*(pars[j].pbest - pars[j].present);
            double glo = 2*rdNum[j*2+1]*(gbest - pars[j].present);
            double nextVel = pars[j].vel + par + glo;
            //限制步长
            if(abs(nextVel) > vMax) {
                pars[j].vel = nextVel > 0 ? vMax : -1*vMax;
            }
            else{
                pars[j].vel = nextVel;
            }
            //更新位置
            double nextPos = pars[j].present + pars[j].vel;
            if(nextPos > SPACESIZE ) {
                nextPos = SPACESIZE;
            }
            if(nextPos < 0){
                nextPos = 0;
            }
            pars[j].present = nextPos;
        }
        for(int j = 0 ; j < SWARMSIZE ; j++){
            //更新个体的适应度
            pars[j].fitness = fitnessFunc(pars[i].present);
            //更新个体最优解和全局最优解
            if(pars[j].fitness > fitnessFunc(pars[j].pbest)){
                pars[j].pbest = pars[j].present;
            }
            if(fitnessFunc(pars[j].pbest) > fitnessFunc(gbest)) gbest = pars[j].present;
            
        }
    }
    printf("迭代%d次，全局最优解在：%lf,值为%lf\n",generNum,gbest,fitnessFunc(gbest));
}
int main(){
    initPars();
    PSO();
}