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Ein genetischer Algorithmus verbessert eine Population von Lösungskandidaten so, wie es die Evolution tut: fitte Eltern auswählen, sie kombinieren und zufällige Mutationen hinzufügen. Hier sind die Kandidaten Bitstrings und die Fitness ist die Anzahl der 1en (das OneMax-Problem).
Damit es testbar ist, wird jede Zufallsentscheidung vorgegeben. Bei N Strings (N ist gerade) werden N Kinder paarweise erzeugt. Für Paar k = 0, 1, …, N/2 - 1:
- Selektion: parent1 gewinnt das Turnier
tournaments[2k]und parent2 gewinnttournaments[2k + 1]. Ein Turnier[i, j]gewinnt derjenige vonpopulation[i]undpopulation[j], der mehr 1en hat; bei Gleichstand gewinntpopulation[i]. - Crossover bei c =
crossover_points[k]: Kind 2k = parent1[0:c] + parent2[c:] und Kind 2k + 1 = parent2[0:c] + parent1[c:].
Wende dann jede Mutation [child, position] der Reihe nach an, indem du dieses Bit dieses Kindes umkehrst.
Implementiere ga_generation(population, tournaments, crossover_points, mutations).
Eingabe
population: N Bitstrings gleicher Länge L.
tournaments: N Paare von Populationsindizes.
crossover_points: N/2 Schnittpunkte, jeweils zwischen 1 und L - 1.
mutations: Paare [child, position] (kann leer sein).
Ausgabe
Gib die N Kinder in Reihenfolge zurück.
Einschränkungen
2 ≤ N ≤ 200 (N gerade), 2 ≤ L ≤ 64
0 ≤ Anzahl der Mutationen ≤ 1.000
Beispiele
Beispiel 1
Eingabe:
population = ["0000", "1111", "1100", "0011"]
tournaments = [
[0, 1],
[2, 3],
[1, 2],
[0, 3]
]
crossover_points = [2, 1]
mutations = [
[0, 0]
]
Erwartete Ausgabe:
["0100", "1111", "1011", "0111"]
Erläuterung
Paar 0: "1111" schlägt "0000", und "1100" gleicht "0011", also gewinnt der erste. Ein Schnitt nach 2 Bits ergibt "1100" und "1111". Paar 1: Eltern "1111" und "0011", Schnitt nach 1 Bit: "1011" und "0111". Zum Schluss wird bei Kind 0 Bit 0 umgekehrt: "0100".
Beispiel 2
Eingabe:
population = ["10", "01"]
tournaments = [
[0, 1],
[1, 0]
]
crossover_points = [1]
mutations = []
Erwartete Ausgabe:
["11", "00"]
Erläuterung
Beide Strings haben eine 1, also gewinnt in jedem Turnier der erste Index: parent1 = "10" und parent2 = "01". Ein Schnitt nach 1 Bit ergibt "11" und "00".
Referenzen
-
Beispiel 1 Nicht ausgeführtEingabe:
population = ["0000", "1111", "1100", "0011"] tournaments = [ [0, 1], [2, 3], [1, 2], [0, 3] ] crossover_points = [2, 1] mutations = [ [0, 0] ]Erwartete Ausgabe:["0100", "1111", "1011", "0111"]Deine Ausgabe -
Beispiel 2 Nicht ausgeführtEingabe:
population = ["10", "01"] tournaments = [ [0, 1], [1, 0] ] crossover_points = [1] mutations = []Erwartete Ausgabe:["11", "00"]Deine Ausgabe
4 versteckte Tests werden beim Einreichen ebenfalls ausgeführt. Scheitert dein Code an einem, siehst du diesen Test. Löse die Aufgabe, um alle zu sehen.
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🐹 Über diesen Go-Online-Executor
Der CodeUtility Go Executor ermöglicht es dir, Go-Code direkt im Browser zu schreiben und auszuführen - keine Installation, kein Setup und keine lokale Umgebung erforderlich. Er wird von einer sicheren Sandbox betrieben, die die echten Go-Compilerversionen 1.19, 1.20 und 1.21 unterstützt.
Dieses Tool kompiliert und führt echte Go-Programme in der Cloud aus und bietet dir eine authentische Go-Umgebung. Du kannst kurze Snippets testen, mit Packages experimentieren und die leistungsstarken Concurrency-Features von Go mit Goroutinen und Channels erkunden.
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Mehr als nur ein Code-Runner
Nutzen Sie im selben Executor einen Editor für mehrere Dateien, ein isoliertes Ausführungsterminal, laufzeitspezifische Bibliotheken, persistente Arbeitsbereiche, Freigaben und Zusammenarbeit in Echtzeit.
Wie verwende ich diesen Executor?
Wählen Sie eine Laufzeit aus, öffnen oder erstellen Sie eine Datei, schreiben Sie Ihren Code und wählen Sie Ausführen. Die Ausgabe erscheint im Terminal. Angemeldete Benutzer können Dateien in einem Arbeitsbereich speichern, Bibliotheken installieren und über Freigaben zusammenarbeiten.
- Wählen Sie eine Version aus und bearbeiten Sie die aktuelle Datei oder öffnen Sie eine andere Datei aus dem Arbeitsbereich.
- Führen Sie den Code aus, geben Sie bei Aufforderung Daten im Terminal ein und prüfen Sie den gespeicherten Ausführungsverlauf.
- Nutzen Sie Bibliotheken, Arbeitsbereichswerkzeuge, Freigaben und den Chat, wenn Ihre Aufgabe mehr als ein einzelnes Codefragment erfordert.
💡 Go-Grundlagen & Beispiele, die du oben ausprobieren kannst
1. Variablen und Konstanten deklarieren
Verwende var oder :=, um Variablen zu deklarieren. Verwende const für Konstanten.
package main
var x int = 10
const Pi = 3.14
func main() {
name := "Alice"
isActive := true
println(x, Pi, name, isActive)
}
2. Bedingungen (if / switch)
Go unterstützt if-else- und switch-Anweisungen mit klarer Syntax.
x := 2
if x == 1 {
println("Eins")
} else if x == 2 {
println("Zwei")
} else {
println("Sonstiges")
}
switch x {
case 1:
println("Eins")
case 2:
println("Zwei")
default:
println("Sonstiges")
}
3. Schleifen
Go verwendet nur die for-Schleife, sie kann jedoch auch wie eine while-Schleife genutzt werden.
for i := 0; i < 3; i++ {
println(i)
}
n := 3
for n > 0 {
println(n)
n--
}
4. Arrays
Arrays haben eine feste Größe. Verwende Slices für dynamische Listen.
var nums = [3]int{10, 20, 30}
println(nums[1])
5. Slice-Operationen
Verwende Slices sowie die eingebauten Funktionen append, len, copy und die Slicing-Syntax.
fruits := []string{"apple", "banana"}
fruits = append(fruits, "cherry")
fruits = fruits[1:] // Slice
println(len(fruits))
for _, fruit := range fruits {
println(fruit)
}
6. Konsolen-Ein-/Ausgabe
Verwende fmt.Print, fmt.Scan und fmt.Println.
import "fmt"
var name string
fmt.Print("Gib deinen Namen ein: ")
fmt.Scan(&name)
fmt.Println("Hallo", name)
7. Funktionen
Funktionen werden mit func deklariert und können mehrere Werte zurückgeben.
func greet(name string) string {
return "Hallo, " + name
}
message := greet("Alice")
println(message)
8. Maps
Maps sind Schlüssel-Wert-Speicher. Deklariere sie mit make().
ages := map[string]int{"Alice": 30}
ages["Bob"] = 25
println(ages["Alice"])
9. Fehlerbehandlung
Go verwendet mehrere Rückgabewerte für Fehler anstelle von Exceptions.
import "errors"
func fail() error {
return errors.New("etwas ist schiefgelaufen")
}
err := fail()
if err != nil {
println(err.Error())
}
10. Datei-I/O
Verwende die Pakete os und io/ioutil, um Dateien zu lesen/zu schreiben.
import (
"fmt"
"os"
"io/ioutil"
)
ioutil.WriteFile("file.txt", []byte("Hallo Datei"), 0644)
data, _ := ioutil.ReadFile("file.txt")
fmt.Println(string(data))
11. String-Operationen
Verwende das Paket strings für String-Operationen.
import "strings"
text := " Hallo Welt "
println(strings.TrimSpace(text))
println(strings.ToUpper(text))
println(strings.ReplaceAll(text, "Hallo", "Hi"))
words := strings.Split(text, " ")
fmt.Println(words)
12. Structs & Objekte
Verwende Structs, um eigene Typen mit Methoden zu definieren.
type Person struct {
Name string
}
func (p Person) Greet() string {
return "Hi, ich bin " + p.Name
}
p := Person{Name: "Alice"}
println(p.Greet())
13. Referenzen (Pointer)
Go unterstützt Pointer mit * und &.
x := 10
ptr := &x
*ptr = 20
println(x) // 20