智能优化算法作为人工智能的重要研究方向之一，为许多领域中复杂的系统优化问题提供了更好的
解决方法，因此得到了广泛的应用。《智能优化算法及 MATLAB 实现》按照智能优化算法、测试函数集及常用仿真实验等逻辑脉络由
浅至深地进行讲解，便于读者入门并掌握智能优化算法及其 MATLAB 实现的相关知识，为后续学习打
下良好基础。全书共 16 章，第 1 至 13 章分别介绍了 13 种智能优化算法的基本原理、流程图、MATLAB
实现和应用案例；第 14 章介绍了 4 套常见的标准测试函数及其 MATLAB 实现；第 15 章介绍了 6 个典
型的工程设计问题及其 MATLAB 实现；第 16 章介绍了统计校验指标及代码。
《智能优化算法及 MATLAB 实现》既可作为人工智能、计算机科学与技术、电子信息、控制科学与工程等相关专业本科生和研究
生的教材，也可作为从事智能优化算法研究与应用的科研人员或技术人员的参考用书。
第 1 章 粒子群优化算法原理及其 MATLAB 实现 1
11 粒子群优化算法的基本原理 1
111 初始化阶段 1
112 位置和速度的更新 1
12 算法流程图 2
13 粒子群优化算法的 MATLAB 实现 3
14 粒子群优化算法的应用案例 5
141 求解单峰函数极值问题 5
142 求解多峰函数极值问题 7
143 拉力/压力弹簧设计问题 9
参考文献 12
第 2 章 哈里斯鹰优化算法原理及其 MATLAB 实现 14
21 哈里斯鹰优化算法的基本原理 14
211 探索阶段 14
212 探索到开发的转换 15
213 开发阶段 15
22 算法流程图 16
23 哈里斯鹰优化算法的 MATLAB 实现 17
24 哈里斯鹰优化算法的应用案例 20
241 求解单峰函数极值问题 20
242 求解多峰函数极值问题 23
243 拉力/压力弹簧设计问题 25
参考文献 28
第 3 章 沙丘猫群优化算法原理及其 MATLAB 实现 30
31 沙丘猫群优化算法的基本原理 30
311 初始化阶段 30
312 搜索猎物（探索阶段） 30
313 攻击猎物（开发阶段） 31
314 探索和开发 31
·IV·
智能优化算法及 MATLAB 实现
32 算法流程图 32
33 沙丘猫群优化算法的 MATLAB 实现 33
34 沙丘猫群优化算法的应用案例 35
341 求解单峰函数极值问题 35
342 求解多峰函数极值问题 37
343 拉力/压力弹簧设计问题 39
参考文献 42
第 4 章 鲸鱼优化算法原理及其 MATLAB 实现 44
41 鲸鱼优化算法的基本原理 44
411 包围猎物 44
412 气泡网攻击（开发阶段） 45
413 搜索猎物（探索阶段） 45
42 算法流程图 45
43 鲸鱼优化算法的 MATLAB 实现 46
44 鲸鱼优化算法的应用案例 48
441 求解单峰函数极值问题 48
442 求解多峰函数极值问题 51
443 拉力/压力弹簧设计问题 53
参考文献 56
第 5 章 大猩猩部队优化算法原理及其 MATLAB 实现 57
51 大猩猩部队优化算法的基本原理 57
511 初始化阶段 57
512 探索阶段 57
513 开发阶段 58
52 算法流程图 59
53 大猩猩部队优化算法的 MATLAB 实现 60
54 大猩猩部队优化算法的应用案例 63
541 求解单峰函数极值问题 63
542 求解多峰函数极值问题 65
543 拉力/压力弹簧设计问题 67
参考文献 70
第 6 章 教与学优化算法原理及其 MATLAB 实现 72
61 教与学优化算法的基本原理 72
611 初始化阶段 72
612 教师阶段 72
613 学习阶段 72
62 算法流程图 73
·V·
目 录
63 教与学优化算法的 MATLAB 实现 74
64 教与学优化算法的应用案例 76
641 求解单峰函数极值问题 76
642 求解多峰函数极值问题 79
643 拉力/压力弹簧设计问题 81
参考文献 84
第 7 章 ?鱼优化算法原理及其 MATLAB 实现 85
71 鱼优化算法的基本原理 85
711 探索阶段 85
712 开发阶段 85
72 算法流程图 86
73 鱼优化算法的 MATLAB 实现 87
74 鱼优化算法的应用案例 89
741 求解单峰函数极值问题 89
742 求解多峰函数极值问题 92
743 拉力/压力弹簧设计问题 94
参考文献 97
第 8 章 灰狼优化算法原理及其 MATLAB 实现 98
81 灰狼优化算法的基本原理 98
811 社会等级制度 98
812 包围猎物 98
813 狩猎攻击 99
82 算法流程图 99
83 灰狼优化算法的 MATLAB 实现 100
84 灰狼优化算法的应用案例 102
841 求解单峰函数极值问题 102
842 求解多峰函数极值问题 105
843 拉力/压力弹簧设计问题 107
参考文献 110
第 9 章 堆优化算法原理及其 MATLAB 实现 111
91 堆优化算法的基本原理 111
911 公司等级制度 111
912 下属与直接领导交互的数学模型 111
913 同事之间互动的数学模型 112
914 员工自我贡献的数学模型 112
915 联合公式 112
92 算法流程图 113
·VI·
智能优化算法及 MATLAB 实现
93 堆优化算法的 MATLAB 实现 114
94 堆优化算法的应用案例 118
941 求解单峰函数极值问题 118
942 求解多峰函数极值问题 120
943 拉力/压力弹簧设计问题 122
参考文献 125
第 10 章 黏菌算法原理及其 MATLAB 实现 127
101 黏菌算法的基本原理 127
1011 接近食物阶段 127
1012 包围食物阶段 128
1013 抓取食物阶段 128
102 算法流程图 128
103 黏菌算法的 MATLAB 实现 129
104 黏菌算法的应用案例 131
1041 求解单峰函数极值问题 131
1042 求解多峰函数极值问题 134
1043 拉力/压力弹簧设计问题 136
参考文献 139
第 11 章 算术优化算法原理及其 MATLAB 实现 140
111 算术优化算法的基本原理 140
1111 初始化阶段 140
1112 探索阶段 140
1113 开发阶段 141
112 算法流程图 141
113 算术优化算法的 MATLAB 实现 142
114 算术优化算法的应用案例 144
1141 求解单峰函数极值问题 144
1142 求解多峰函数极值问题 147
1143 拉力/压力弹簧设计问题 149
参考文献 152
第 12 章 飞蛾扑火优化算法原理及其 MATLAB 实现 153
121 飞蛾扑火优化算法的基本原理 153
1211 初始化阶段 153
1212 位置更新阶段 154
122 算法流程图 154
123 飞蛾扑火优化算法的 MATLAB 实现 155
124 飞蛾扑火优化算法的应用案例 158
·VII·
目 录
1241 求解单峰函数极值问题 158
1242 求解多峰函数极值问题 160
1243 拉力/压力弹簧设计问题 162
参考文献 165
第 13 章 小龙虾优化算法原理及其 MATLAB 实现 166
131 小龙虾优化算法的基本原理 166
1311 初始化阶段 166
1312 定义温度和小龙虾的摄食量 167
1313 避暑阶段（探索阶段） 167
1314 竞争阶段（开发阶段） 168
1315 觅食阶段（开发阶段） 168
132 算法流程图 169
133 小龙虾优化算法的 MATLAB 实现 170
134 小龙虾优化算法的应用案例 173
1341 求解单峰函数极值问题 173
1342 求解多峰函数极值问题 175
1343 拉力/压力弹簧设计问题 177
参考文献 180
第 14 章 标准测试函数 181
141 23 个标准测试函数 181
1411 23 个标准测试函数的图像及代码 184
1412 23 个标准测试函数的收敛曲线 211
142 CEC 2014 测试集 215
1421 CEC 2014 测试集的一些定义 221
1422 CEC 2014 测试集的图像及代码 228
1423 CEC 2014 测试集的收敛曲线 265
143 CEC 2017 测试集 269
1431 CEC 2017 测试集的一些定义 276
1432 CEC 2017 测试集的图像及代码 284
1433 CEC 2017 测试集的收敛曲线 320
144 CEC 2020 测试集 325
1441 CEC 2020 测试集的一些定义 329
1442 CEC 2020 测试集的图像及代码 335
1443 CEC 2020 测试集的收敛曲线 348
第 15 章 工程设计问题 351
151 焊接梁设计问题 351
152 多片式离合器制动器设计问题 353
·VIII·
智能优化算法及 MATLAB 实现
153 减速器设计问题 356
154 汽车防碰撞设计问题 359
155 三杆桁架设计问题 361
156 压力容器设计问题 363
第 16 章 统计校验指标及代码 366
161 统计数据分析 366
162 探索与开发 367
163 箱形图 371
164 Wilcoxon 秩和检验 372
165 Friedman 检测 373
