gavindiaz/Population-optimization-algorithms-MQL5
1
0
Fork 0
Code Issues Pull Requests Actions Packages Projects Releases Wiki Activity

Add BEA

Browse Source
This commit is contained in:
JQSakaJoo
2026-07-02 21:56:31 +04:00
parent dea4bde628
commit 91e79ee3b0
4 changed files with 403 additions and 0 deletions
Download Patch File Download Diff File Expand all files Collapse all files
MQL5/Include/Math/AOs/PopulationAO/#C_AO_enum.mqh
BIN
View File
Binary file not shown.
MQL5/Include/Math/AOs/PopulationAO/AO_BEA_BacterialEvolutionaryAlgorithm.mqh
+401
View File
@@ -0,0 +1,401 @@
//+——————————————————————————————————————————————————————————————————+
//| C_AO_BEA |
//| Copyright 2007-2026, Andrey Dik |
//| https://www.mql5.com/ru/users/joo |
//———————————————————————————————————————————————————————————————————+
#include "#C_AO.mqh"
//+------------------------------------------------------------------+
//| |
//+------------------------------------------------------------------+
struct S_BEA_Ind
{
double c []; // координаты (валидные, уже прогнаны через SeInDiSp)
double f; // фитнес
void Init(int coords)
{
ArrayResize(c, coords);
f = -DBL_MAX;
}
};
//+------------------------------------------------------------------+
//+------------------------------------------------------------------+
//| |
//+------------------------------------------------------------------+
class C_AO_BEA : public C_AO
{
public:
~C_AO_BEA() {}
C_AO_BEA()
{
ao_name = "BEA";
ao_desc = "Bacterial Evolutionary Algorithm";
ao_link = "https://www.mql5.com/ru/articles/23232";
popSize = 10; // число бактерий
Nc = 2; // свежих мутантов сегмента на бактерию (>=1)
Nseg = 10; // число сегментов хромосомы
nTrans = 2; // эпох переноса генов на поколение
transFrac = 0.2; // длина переносимого блока как доля coords (0..1]
ArrayResize(params, 5);
params [0].name = "popSize"; params [0].val = popSize;
params [1].name = "Nc"; params [1].val = Nc;
params [2].name = "Nseg"; params [2].val = Nseg;
params [3].name = "nTrans"; params [3].val = nTrans;
params [4].name = "transFrac"; params [4].val = transFrac;
}
void SetParams()
{
popSize = (int)params [0].val;
Nc = (int)params [1].val;
Nseg = (int)params [2].val;
nTrans = (int)params [3].val;
transFrac = params [4].val;
//--- предохранители
if(popSize < 1)
popSize = 1;
if(Nc < 1)
Nc = 1; // число свежих мутантов на сегмент
if(Nseg < 1)
Nseg = 1;
if(nTrans < 0)
nTrans = 0;
if(transFrac <= 0.0)
transFrac = 0.01;
if(transFrac > 1.0)
transFrac = 1.0;
}
bool Init(const double &rangeMinP [],
const double &rangeMaxP [],
const double &rangeStepP [],
const int epochsP = 0);
void Moving();
void Revision();
//--- видимые параметры
int Nc; // клонов
int Nseg; // сегментов
int nTrans; // эпох переноса генов
double transFrac; // доля coords для блока переноса
private:
//--- фазы конечного автомата
enum E_Phase { PH_MUT = 0, PH_TRANS = 1 };
E_Phase phase;
int segIdx; // текущий сегмент в мутации
int cloneIdx; // текущий клон (срез оценки) в мутации
int transIdx; // текущая эпоха переноса
//--- данные (массивы структур)
S_BEA_Ind bact []; // [popSize] — закреплённые бактерии
S_BEA_Ind clone []; // [popSize * Nc] — рабочие клоны
int ord []; // [popSize] — индексы для сортировки
int transLen; // длина блока переноса (из transFrac)
//--- вспомогательные
void SegBounds(int s, int &lo, int &hi);
void BuildClonesForSeg(int s);
void DoGeneTransfer();
};
//+------------------------------------------------------------------+
//+------------------------------------------------------------------+
//| Init |
//+------------------------------------------------------------------+
bool C_AO_BEA::Init(const double &rangeMinP [],
const double &rangeMaxP [],
const double &rangeStepP [],
const int epochsP = 0)
{
if(!StandardInit(rangeMinP, rangeMaxP, rangeStepP))
return false;
//--- сегментов не больше, чем координат
if(Nseg > coords)
Nseg = coords;
//--- длина блока переноса
transLen = (int)MathRound(transFrac * coords);
if(transLen < 1)
transLen = 1;
if(transLen > coords)
transLen = coords;
//--- буферы (массивы структур)
ArrayResize(bact, popSize);
ArrayResize(clone, popSize * Nc);
ArrayResize(ord, popSize);
for(int i = 0; i < popSize; i++)
bact [i].Init(coords);
for(int i = 0; i < popSize * Nc; i++)
clone [i].Init(coords);
//--- стартовая случайная популяция бактерий
for(int i = 0; i < popSize; i++)
{
for(int c = 0; c < coords; c++)
bact [i].c [c] = u.SeInDiSp(u.RNDfromCI(rangeMin [c], rangeMax [c]),
rangeMin [c], rangeMax [c], rangeStep [c]);
bact [i].f = -DBL_MAX;
}
//--- стартовое состояние автомата
phase = PH_MUT;
segIdx = 0;
cloneIdx = 0;
transIdx = 0;
return true;
}
//+------------------------------------------------------------------+
//+------------------------------------------------------------------+
//| SegBounds — границы сегмента s в [lo, hi) с равномерным |
//| распределением остатка координат по сегментам |
//+------------------------------------------------------------------+
void C_AO_BEA::SegBounds(int s, int &lo, int &hi)
{
lo = (int)((long)s * coords / Nseg);
hi = (int)((long)(s + 1) * coords / Nseg);
if(lo < 0)
lo = 0;
if(hi > coords)
hi = coords;
}
//+------------------------------------------------------------------+
//+------------------------------------------------------------------+
//| BuildClonesForSeg — снять с каждой бактерии Nc клонов и во |
//| ВСЕХ клонах случайно регенерировать координаты сегмента s. |
//| Инкумбент не хранится отдельным клоном: его фитнес помнится в |
//| bact.f и сравнивается при закреплении (см. Revision). |
//+------------------------------------------------------------------+
void C_AO_BEA::BuildClonesForSeg(int s)
{
int lo, hi;
SegBounds(s, lo, hi);
for(int b = 0; b < popSize; b++)
{
for(int j = 0; j < Nc; j++)
{
int idx = b * Nc + j;
//--- копия бактерии вне сегмента
for(int c = 0; c < coords; c++)
clone [idx].c [c] = bact [b].c [c];
//--- регенерация сегмента во ВСЕХ клонах. Инкумбент хранится
// отдельно (bact.f) и сравнивается на этапе закрепления —
// переоценивать его клоном не нужно, экономим вызовы FF.
for(int c = lo; c < hi; c++)
clone [idx].c [c] = u.SeInDiSp(u.RNDfromCI(rangeMin [c], rangeMax [c]),
rangeMin [c], rangeMax [c], rangeStep [c]);
clone [idx].f = -DBL_MAX;
}
}
}
//+------------------------------------------------------------------+
//+------------------------------------------------------------------+
//| DoGeneTransfer — сортировка популяции и инфицирование «слабой» |
//| половины блоками из «сильной». Модифицирует bact[] на месте. |
//+------------------------------------------------------------------+
void C_AO_BEA::DoGeneTransfer()
{
if(popSize < 2)
return;
//--- сортировка индексов по фитнесу бактерий (по убыванию)
for(int i = 0; i < popSize; i++)
ord [i] = i;
for(int i = 0; i < popSize - 1; i++)
{
int bi = i;
for(int j = i + 1; j < popSize; j++)
if(bact [ord [j]].f > bact [ord [bi]].f)
bi = j;
int t = ord [i];
ord [i] = ord [bi];
ord [bi] = t;
}
int half = popSize / 2;
if(half < 1)
half = 1;
int span = coords - transLen + 1;
if(span < 1)
span = 1;
//--- каждый приёмник «слабой» половины принимает блок от случайного
// источника «сильной» половины
for(int k = half; k < popSize; k++)
{
int dst = ord [k];
int src = ord [u.RNDminusOne(half)];
int start = u.RNDminusOne(span);
for(int t = 0; t < transLen; t++)
{
int c = start + t;
if(c < coords)
bact [dst].c [c] = bact [src].c [c];
}
}
}
//+------------------------------------------------------------------+
//+------------------------------------------------------------------+
//| Moving |
//| Заполняет слоты a[i].c кандидатами для оценки этой эпохи. |
//+------------------------------------------------------------------+
void C_AO_BEA::Moving()
{
//--- первый прогон: бактерии -> слоты для первичной оценки FF
if(!revision)
{
for(int i = 0; i < popSize; i++)
for(int c = 0; c < coords; c++)
a [i].c [c] = u.SeInDiSp(bact [i].c [c], rangeMin [c], rangeMax [c], rangeStep [c]);
return;
}
if(phase == PH_MUT)
{
//--- на старте сегмента строим клоны
if(cloneIdx == 0)
BuildClonesForSeg(segIdx);
//--- грузим текущий клон каждой бактерии в слоты
for(int b = 0; b < popSize; b++)
{
int idx = b * Nc + cloneIdx;
for(int c = 0; c < coords; c++)
a [b].c [c] = clone [idx].c [c];
}
}
else // PH_TRANS
{
//--- инфицируем «слабую» половину и грузим бактерии в слоты
DoGeneTransfer();
for(int b = 0; b < popSize; b++)
for(int c = 0; c < coords; c++)
a [b].c [c] = bact [b].c [c];
}
}
//+------------------------------------------------------------------+
//+------------------------------------------------------------------+
//| Revision |
//| Считывает a[i].f, обновляет cB/fB и продвигает автомат. |
//+------------------------------------------------------------------+
void C_AO_BEA::Revision()
{
//--- глобальный лучший (элитизм: лучшее не теряется при переносе)
for(int i = 0; i < popSize; i++)
{
if(a [i].f > fB)
{
fB = a [i].f;
ArrayCopy(cB, a [i].c, 0, 0, coords);
}
}
//--- первичная фиксация фитнеса бактерий
if(!revision)
{
for(int i = 0; i < popSize; i++)
bact [i].f = a [i].f;
revision = true;
phase = PH_MUT;
segIdx = 0;
cloneIdx = 0;
transIdx = 0;
return;
}
if(phase == PH_MUT)
{
//--- сохраняем фитнес оценённого среза клонов
for(int b = 0; b < popSize; b++)
clone [b * Nc + cloneIdx].f = a [b].f;
cloneIdx++;
//--- сегмент полностью оценён -> закрепляем лучший клон
if(cloneIdx >= Nc)
{
for(int b = 0; b < popSize; b++)
{
int best = 0;
double bf = clone [b * Nc + 0].f;
for(int j = 1; j < Nc; j++)
{
double cf = clone [b * Nc + j].f;
if(cf > bf)
{
bf = cf;
best = j;
}
}
//--- закрепляем лучший мутант ТОЛЬКО если он превзошёл
// инкумбента; иначе бактерия остаётся прежней (монотонность
// мутации сохраняется без переоценки инкумбента клоном)
if(bf > bact [b].f)
{
int bi = b * Nc + best;
for(int c = 0; c < coords; c++)
bact [b].c [c] = clone [bi].c [c];
bact [b].f = bf;
}
}
cloneIdx = 0;
segIdx++;
//--- все сегменты пройдены -> перенос генов (или новое поколение)
if(segIdx >= Nseg)
{
segIdx = 0;
if(nTrans > 0)
{
phase = PH_TRANS;
transIdx = 0;
}
else
phase = PH_MUT;
}
}
}
else // PH_TRANS
{
//--- принимаем инфицированные генотипы (не-greedy)
for(int b = 0; b < popSize; b++)
bact [b].f = a [b].f;
transIdx++;
if(transIdx >= nTrans)
{
phase = PH_MUT;
segIdx = 0;
cloneIdx = 0;
}
}
}
//+------------------------------------------------------------------+
MQL5/Include/Math/AOs/PopulationAO/links.html
+1
View File
@@ -82,6 +82,7 @@
<tr><td>BIO</td><td><a href="https://www.mql5.com/ru/articles/17246" target="_blank">blood inheritance optimization (joo)</a></td></tr>
<tr><td>DOA</td><td><a href="https://www.mql5.com/ru/articles/19177" target="_blank">dream optimization algorithm</a></td></tr>
<tr><td>BSA</td><td><a href="https://www.mql5.com/ru/articles/14491" target="_blank">bird swarm algorithm</a></td></tr>
<tr><td>BEA</td><td><a href="https://www.mql5.com/ru/articles/23232" target="_blank">bacterial evolutionary algorithm</a></td></tr>
<tr><td>BWOm</td><td><a href="https://www.mql5.com/ru/articles/22686" target="_blank">beluga whale optimization M</a></td></tr>
<tr><td>DEA</td><td><a href="https://www.mql5.com/ru/articles/18495" target="_blank">dolphin echolocation algorithm</a></td></tr>
<tr><td>HS</td><td><a href="https://www.mql5.com/ru/articles/12163" target="_blank">harmony search</a></td></tr>