python - python函数正在改变一个全局变量
问题描述
我正在尝试在 python 中实现遗传算法。我有六个人的初始种群。我测量了它们的适应度和成为下一代的概率,并选择了三对进行交配,交配概率为 0.7。为了进行交叉,我将配对和交配概率传递给一个函数。
new_population = cross_over(pairsg, mating_prob)
其中pairsg是选择用于交配的配对,而mate -prob是一个二进制列表(如果1做cross_over,如果0不做)。问题是 cross_over 函数改变了原始人口,尽管人口变量从未在其中使用
def cross_over(prs, mp):
new = []
for pr in prs:
if mp[prs.index(pr)] == 1:
index = np.random.choice([1,2,3], p=[1/3, 1/3, 1/3])
pr[0][:index], pr[1][:index] = pr[1][:index], pr[0][:index]
for pr in prs:
new.append(pr[0])
new.append(pr[1])
return new
这是完整的代码:
from random import *
import numpy as np
#fitness function
def fit(x):
return 15*x -x**2
#covert binary list to decimal number
def to_dec(x):
return int("".join(str(e) for e in x), 2)
#picks pairs from the original population
def gen_pairs(populationl, prob):
pairsl = []
test = [0, 1, 2, 3, 4, 5]
for i in range(3):
pair = []
for j in range(2):
temp = np.random.choice(test, p=prob)
pair.append(populationl[temp])
pairsl.append(pair)
return pairsl
#mating function
def cross_over(prs, mp):
new = []
for pr in prs:
if mp[prs.index(pr)] == 1:
index = np.random.choice([1,2,3], p=[1/3, 1/3, 1/3])
pr[0][:index], pr[1][:index] = pr[1][:index], pr[0][:index]
for pr in prs:
new.append(pr[0])
new.append(pr[1])
return new
population = [[1,0,1,0], [0,1,1,0], [1,0,0,1], [1,1,1,0],[1,1,0,0],[1,0,0,0]]
fittness = [fit(to_dec(y)) for y in population]
s = sum(fittness)
prob = [e/s for e in fittness]
pairsg = gen_pairs(population.copy(), prob)
mating_prob = []
for i in pairsg:
mating_prob.append(np.random.choice([0,1], p=[0.3,0.7]))
new_population = cross_over(pairsg, mating_prob)
解决方案
问题是你正在做copy
一个
gen_pairs(population.copy(), prob)
但是你复制了外部列表,而不是子列表数据(这是一个浅拷贝)。所以
pr[0][:index], pr[1][:index] = pr[1][:index], pr[0][:index]
更改原始数据(因为pair.append(populationl[temp])
也不会复制但使用相同的子列表引用)
您必须按照子列表的参考来弄清楚这一点。
一旦你理解了这个问题,就有很多方法可以避免它。在某个时候制作子列表的副本。
你可以这样做:
gen_pairs([x.copy() for x in population], prob)
创建一个“深拷贝”(或copy.deepcopy(population))
)
或者更换
pair.append(populationl[temp])
经过
pair.append(populationl[temp].copy())
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