python绘制评估优化算法性能的测试函数

yipeiwu_com5年前Python基础

测试函数主要是用来评估优化算法特性的,这里我用python3绘制了部分测试函数的图像。具体的测试函数可以结合维基百科来了解。想要显示某个测试函数的图片把代码结尾对应的注释去掉即可,具体代码如下:

import numpy as np
import matplotlib.pyplot as plt
from mpl_toolkits.mplot3d import Axes3D


def draw_pic(X, Y, Z, z_max, title, z_min=0):
 fig = plt.figure()
 ax = Axes3D(fig)
 ax.plot_surface(X, Y, Z, rstride=1, cstride=1, cmap=plt.cm.hot)
 # ax.contourf(X, Y, Z, zdir='z', offset=-2, cmap=plt.cm.hot)
 ax.set_zlim(z_min, z_max)
 ax.set_title(title)
 # plt.savefig("./myProject/Algorithm/pic/%s.png" % title) # 保存图片
 plt.show()


def get_X_AND_Y(X_min, X_max, Y_min, Y_max):
 X = np.arange(X_min, X_max, 0.1)
 Y = np.arange(Y_min, Y_max, 0.1)
 X, Y = np.meshgrid(X, Y)
 return X, Y


# rastrigin测试函数
def Rastrigin(X_min = -5.52, X_max = 5.12, Y_min = -5.12, Y_max = 5.12):
 A = 10
 X, Y = get_X_AND_Y(X_min, X_max, Y_min, Y_max)
 Z = 2 * A + X ** 2 - A * np.cos(2 * np.pi * X) + Y ** 2 - A * np.cos(2 * np.pi * Y)
 return X, Y, Z, 100, "Rastrigin function"


# Ackley测试函数
def Ackley(X_min = -5, X_max = 5, Y_min = -5, Y_max = 5):
 X, Y = get_X_AND_Y(X_min, X_max, Y_min, Y_max)
 Z = -20 * np.exp(-0.2 * np.sqrt(0.5 * (X**2 + Y**2))) - \
  np.exp(0.5 * (np.cos(2 * np.pi * X) + np.cos(2 * np.pi * Y))) + np.e + 20
 return X, Y, Z, 15, "Ackley function"


# Sphere测试函数
def Sphere(X_min = -3, X_max = 3, Y_min = -3, Y_max = 3):
 X, Y = get_X_AND_Y(X_min, X_max, Y_min, Y_max)
 Z = X**2 + Y**2
 return X, Y, Z, 20, "Sphere function"


# beale测试函数
def Beale(X_min = -4.5, X_max = 4.5, Y_min = -4.5, Y_max = 4.5):
 X, Y = get_X_AND_Y(X_min, X_max, Y_min, Y_max)
 Z = np.power(1.5 - X + X * Y, 2) + np.power(2.25 - X + X * (Y ** 2), 2) \
  + np.power(2.625 - X + X * (Y ** 3), 2)
 return X, Y, Z, 150000, "Beale function"


# Booth测试函数
def Booth(X_min = -10, X_max = 10, Y_min = -10, Y_max = 10):
 X, Y = get_X_AND_Y(X_min, X_max, Y_min, Y_max)
 Z = np.power(X + 2*Y - 7, 2) + np.power(2 * X + Y - 5, 2)
 return X, Y, Z, 2500, "Booth function"


# Bukin测试函数
def Bukin(X_min = -15, X_max = -5, Y_min = -3, Y_max = 3):
 X, Y = get_X_AND_Y(X_min, X_max, Y_min, Y_max)
 Z = 100 * np.sqrt(np.abs(Y - 0.01 * X**2)) + 0.01 * np.abs(X + 10)
 return X, Y, Z, 200, "Bukin function"


# Three-hump camel测试函数
def three_humpCamel(X_min = -5, X_max = 5, Y_min = -5, Y_max = 5):
 X, Y = get_X_AND_Y(X_min, X_max, Y_min, Y_max)
 Z = 2 * X**2 - 1.05 * X**4 + (1/6) * X**6 + X*Y + Y*2
 return X, Y, Z, 2000, "three-hump camel function"


# Hölder table测试函数
def Holder_table(X_min = -10, X_max = 10, Y_min = -10, Y_max = 10):
 X, Y = get_X_AND_Y(X_min, X_max, Y_min, Y_max)
 Z = -np.abs(np.sin(X) * np.cos(Y) * np.exp(np.abs(1 - np.sqrt(X**2 + Y**2)/np.pi)))
 return X, Y, Z, 0, "Hölder table function", -20



z_min = None
# X, Y, Z, z_max, title = Rastrigin()
# X, Y, Z, z_max, title = Ackley()
# X, Y, Z, z_max, title = Sphere()
# X, Y, Z, z_max, title = Beale()
X, Y, Z, z_max, title = Booth()
# X, Y, Z, z_max, title = Bukin()
# X, Y, Z, z_max, title = three_humpCamel()
# X, Y, Z, z_max, title, z_min = Holder_table()

draw_pic(X, Y, Z, z_max, title, z_min)

以下是上述代码绘制的测试函数的图像:

感觉图像的颜色还不是很好看,等之后优化了来改

以上就是本文的全部内容,希望对大家的学习有所帮助,也希望大家多多支持【听图阁-专注于Python设计】。

相关文章

九步学会Python装饰器

本文实例讲述了Python装饰器。分享给大家供大家参考。具体分析如下: 这是在Python学习小组上介绍的内容,现学现卖、多练习是好的学习方式。 第一步:最简单的函数,准备附加额外功能...

使用Python设计一个代码统计工具

问题 设计一个程序,用于统计一个项目中的代码行数,包括文件个数,代码行数,注释行数,空行行数。尽量设计灵活一点可以通过输入不同参数来统计不同语言的项目,例如: # type用于指定文...

Python获取当前函数名称方法实例分享

本文实例主要是Python中获取当前运行函数的名称,具体如下。 python 具有强大的自省能力,在函数运行时,可以在函数内部获取到当前所在的函数名称,请看示例代码 #coding=...

Python Django切换MySQL数据库实例详解

准备 软件 版本 Django 2.1.3 Pytho...

将Django使用的数据库从MySQL迁移到PostgreSQL的教程

我们已对 Django1.6 app完成了数据库从mysql到PostgreSQL的迁移,如果你的环境很干净,这个过程就会很简单,只要允许syncdb 或者 migrate创建表,tru...