سورس کد الگوریتم جستجوی هارمونی در پایتون

سورس کد الگوریتم جستجوی هارمونی در پایتون Python عنوان محصولی است که در این بخش به توضیح آن می پردازیم. الگوریتم جستجوی هارمونی Harmony Search با نام اختصاری HS، یکی از الگوریتم های متاهیوریستیک مبتنی بر طبیعت است که با استفاده از فرآیند موسیقایی جستجو، برای حالت کامل هماهنگی، مفهوم‌سازی شده است. الگوریتم HS، از روش جستجوی تصادفی استفاده می‌کند تا راه حل‌های بهتری برای مسائل بهینه سازی ارائه کند.

الگوریتم جستجوی هارمونی

الگوریتم جستجوی هارمونی HS، یک الگوریتم متاهیوریستیک است که با استفاده از فرآیند موسیقایی جستجو برای حالت کامل هارمونی، مفهوم سازی و ارائه شده است. تمام هارمونی های موجود در طبیعت، از یک استاندارد زیبایی شناختی در علم موسیقی تبعیت می‌کنند. در واقع، می‌توان الگوریتم جستجوی هارمونی را این‌گونه تعریف کرد که بر اساس فرآیندهای اجرای موسیقی طبیعی، این الگوریتم زمانی اتفاق می‌افتد که یک نوازنده، به دنبال حالت هماهنگی بهتری در اجرای موسیقی خود است.

در بداهه نوازی موسیقی، هر نوازنده، هر صدایی را در محدوده ممکن به صدا در آورده و یک بردار هارمونی، ایجاد می‌نماید. اگر همه نوازنده ها، هارمونی خوبی ایجاد کنند؛ آن تجربه در حافظه هر نوازنده ذخیره شده و در تکرارهای بعدی، امکان ایجاد هارمونی بهتر، افزایش خواهد یافت. در بهینه‌سازی نیز، هر متغیر تصمیم، در ابتدا هر مقداری را در محدوده ممکن انتخاب کرده و اشتراکاً بردار راه حل را تولید می‌کند. اگر همه مقادیر متغیرهای تصمیم، یک راه حل خوب ایجاد کنند؛ آن تجربه در حافظه هر متغیر، ذخیره شده و امکان ایجاد یک راه حل خوب در تکرارهای بعدی، افزایش خواهد یافت.

الگوریتم جستجوی هارمونی در پایتون

سورس کد الگوریتم HS در پایتون شامل 2 فایل است که اسکریپت HS.py در واقع کد اصلی برنامه می باشد و بقیه فراخوانی ها از آنجا انجام می شود. اسکریپت CostFun.py نیز توابع تست هستند. توابع تست برای این الگوریتم 12 تابع می باشد که از معروف ترین آنها در زیر تعدادی را مشاهده می کنید.

• تابع SPHERE
• تابع ACKLEY
• تابع SUM SQUARES
• تابع ROSENBROCK
• تابع SUM OF DIFFERENT POWERS
• تابع ZAKHAROV
• تابع Rastrigin

توابع تست برای ارزیابی الگوریتم های بهینه سازی بکار می روند که در این سایت برای توضیحات بیشتر در مورد توابع تست الگوریتم های بهینه سازی مقاله ای آماده کردیم. توابع زیادی برای تست عملکرد الگوریتم های بهینه سازی وجود دارد که در اینجا ما به این 7 تابع اکتفا کرده ایم ولی در سورس کد با 12 نوع تابع مختلف (همانند مقاله) ارزیابی شده است همچنین لازم به ذکر است که برای اجرای الگوریتم بهینه سازی روی مسئله مورد نظر تابع هزینه یا Cost Function آن تغییر خواهد کرد و بقیه الگوریتم دست نخورده باقی می‌ماند. بنابراین برای اجرای الگوریتم جستجوی هارمونی در پایتون برای بهینه سازی مسئله خودتان تابع هزینه خود را بر اساس پارامترهای مسئله خود تعریف کنید.

تصویر خروجی سورس کد

ویدئوی نحوه اجرا

قبل از اجرای سورس کد الگوریتم در محیط پایتون حتماً از نصب پکیج های مورد استفاده در این سورس کد در Python خود مطمئن شوید پکیج های استفاده شده در این سورس کد random, numpy و matplotlib می باشد که اولی پکیج مربوط به تولید اعداد تصادفی، دومی پکیج مربوط به استفاده از آرایه ها و ماتریس ها در پایتون و سومی مربوط به عملیات های نموداری و Plot گرفتن می باشد. پیشنهاد ما نصب اسپایدر (Spyder (Python 3.7 می باشد که هم پایتون و پکیج های مختلف و هم IDE های مختلفی را همراه با امکان آپدیتشان نصب می کند.

درباره سورس کد

سورس کد الگوریتم جستجوی هارمونی در پایتون Python عنوان محصولی است که در این پست به آن پرداخته شده است. محصول در پایتون و با IDE اسپایدر (Spyder (Python 3.7 نوشته شده و در IDE های دیگر نیز قابل اجرا است. این محصول به صورت کامل توسط گروه پشتیبانی پی استور تست و اجرا شده است. محصول دارای نشان تضمین کیفیت پی استور می باشد. برای دانلود محصول آن را خریداری کنید.