的最小值，其中每个变量的取值区间都是[-1, +1]。

首先，确定适应度的函数：

function y = my_fitness(population)
% population是随机数[0,1]矩阵，下面的操作改变范围为[-1,1]
population = 2 * (population - 0.5);
y = sum(population.^2, 2); % 行的平方和

遗传算法实现：

function [best_fitness, elite, generation, last_generation] = my_ga( ...number_of_variables, ...    % 求解问题的参数个数fitness_function, ...       % 自定义适应度函数名population_size, ...        % 种群规模（每一代个体数目）parent_number, ...          % 每一代中保持不变的数目（除了变异）mutation_rate, ...          % 变异概率maximal_generation, ...     % 最大演化代数minimal_cost ...            % 最小目标值（函数值越小，则适应度越高）
)% 累加概率
% 假设 parent_number = 10
% 分子 parent_number:-1:1 用于生成一个数列
% 分母 sum(parent_number:-1:1) 是一个求和结果（一个数）
% 分子 10     9     8     7     6     5     4     3     2     1
% 分母 10+9+...+1=55
% 相除 0.1818    0.1636    0.1455    0.1273    0.1091    0.0909    0.0727    0.0545    0.0364    0.0182
% 累加(cumsum) 0.1818    0.3455    0.4909    0.6182    0.7273    0.8182    0.8909    0.9455    0.9818    1.0000
% 运算结果可以看出: 累加概率函数是一个从0到1增长得越来越慢的函数
cumulative_probabilities = cumsum((parent_number:-1:1) / sum(parent_number:-1:1)); % 1个长度为parent_number的数列
best_fitness = ones(maximal_generation, 1);% 记录每一代最佳适应度,先初始化为1
elite = zeros(maximal_generation, number_of_variables);% 记录每一代的最优解，初始化为0% 子女数量=种群数量 - 父母数量（父母即每一代中不发生改变的个体）
child_number = population_size - parent_number; % 每一代子女的数目% population_size 对应矩阵的行，每一行表示1个个体，行数=个体数（种群数量）
% number_of_variables 对应矩阵的列，列数=参数个数（个体特征由这些参数表示）
population = rand(population_size, number_of_variables);% 初始化种群
last_generation = 0; % 记录跳出循环时的代数for generation = 1 : maximal_generation % 演化循环开始% feval把数据带入到一个定义好的函数句柄中计算% 把population矩阵带入fitness_function函数计算cost = feval(fitness_function, population); % 计算所有个体的适应度（population_size*1的矩阵）% index记录排序后每个值原来的行数[cost, index] = sort(cost); % 将适应度函数值从小到大排序% index(1:parent_number) % 前parent_number个cost较小的个体在种群population中的行数% 选出这部分(parent_number个)个体作为父母，其实parent_number对应交叉概率population = population(index(1:parent_number), :); % 先保留一部分较优的个体% population矩阵是不断变化的% cost在经过前面的sort排序后，矩阵已经改变为升序的% cost(1)即为本代的最佳适应度best_fitness(generation) = cost(1); % 记录本代的最佳适应度% population矩阵第一行为本代的最优解（精英）elite(generation, :) = population(1, :); % 记录本代的最优解（精英）% 若本代的最优解已足够好，则停止演化if best_fitness(generation) < minimal_cost; last_generation = generation;break; end% 交叉变异产生新的种群，染色体交叉开始for child = 1:2:child_number % 步长为2是因为每一次交叉会产生2个孩子% cumulative_probabilities 长度为 parent_number% 从中随机选择2个父母出来  (child+parent_number)mother = find(cumulative_probabilities > rand, 1); % 选择一个较优秀的母亲father = find(cumulative_probabilities > rand, 1); % 选择一个较优秀的父亲% ceil：向上取整% rand 生成一个随机数% 即随机选择了一列，这一列的值交换crossover_point = ceil(rand*number_of_variables); % 随机地确定一个染色体交叉点% 假如crossover_point=3, number_of_variables=5% mask1 = 1     1     1     0     0% mask2 = 0     0     0     1     1mask1 = [ones(1, crossover_point), zeros(1, number_of_variables - crossover_point)];mask2 = not(mask1);% 获取分开的4段染色体mother_1 = mask1 .* population(mother, :); % 母亲染色体的前部分mother_2 = mask2 .* population(mother, :); % 母亲染色体的后部分father_1 = mask1 .* population(father, :); % 父亲染色体的前部分father_2 = mask2 .* population(father, :); % 父亲染色体的后部分% 得到下一代population(parent_number + child, :) = mother_1 + father_2; % 一个孩子population(parent_number+child+1, :) = mother_2 + father_1; % 另一个孩子end % 染色体交叉结束% 染色体变异开始，变异种群mutation_population = population(2:population_size, :); % 精英不参与变异，从2开始    number_of_elements = (population_size - 1) * number_of_variables; % 全部基因数目number_of_mutations = ceil(number_of_elements * mutation_rate); % 变异的基因数目（基因总数*变异率）% rand(1, number_of_mutations) 生成number_of_mutations个随机数(范围0-1)组成的矩阵(1*number_of_mutations)% 数乘后，矩阵每个元素表示发生改变的基因的位置（元素在矩阵中的一维坐标）mutation_points = ceil(number_of_elements * rand(1, number_of_mutations)); % 确定要变异的基因% 被选中的基因都被一个随机数替代，完成变异mutation_population(mutation_points) = rand(1, number_of_mutations); % 对选中的基因进行变异操作population(2:population_size, :) = mutation_population; % 发生变异之后的种群% 染色体变异结束
end % 演化循环结束

函数测试：

clc,clear all,close all;% 调用 my_ga 进行计算
% 求解问题的参数个数         10
% 自定义适应度函数名         my_fitness
% 种群规模                  100
% 每一代中保持不变的数目     50 (即交叉率0.5)
% 变异概率                  0.1 (1/10的个体发生变异)
% 最大演化代数              10000 10000代
% 最小目标值                1.0e-6 个体适应度函数值 < 0.000001结束
[best_fitness, elite, generation, last_generation] = my_ga(10, 'my_fitness', 100, 50, 0.1, 10000, 1.0e-6);% 输出后10行
disp(last_generation);
i_begin = last_generation - 9;
disp(best_fitness(i_begin:last_generation,:));
% disp(best_fitness(9990:10000,:));
% disp(elite(9990:10000,:))
% 不要写成这样，因为GA常常在中间就跳出循环了% 将elite值转化为问题范围内
my_elite = elite(i_begin:last_generation,:);
my_elite = 2 * (my_elite - 0.5);
disp(my_elite);% 最佳适应度的演化情况
figure
loglog(1:generation, best_fitness(1:generation), 'linewidth',2)
xlabel('Generation','fontsize',15);
ylabel('Best Fitness','fontsize',15);
set(gca,'fontsize',15,'ticklength',get(gca,'ticklength')*2);% 最优解的演化情况
figure
semilogx(1 : generation, 2 * elite(1 : generation, :) - 1)
xlabel('Generation','fontsize',15);
ylabel('Best Solution','fontsize',15);
set(gca,'fontsize',15,'ticklength',get(gca,'ticklength')*2);