遺傳算法(Genetic Algorithm)是模擬達(dá)爾文生物進(jìn)化論的自然選擇和遺傳學(xué)機(jī)理的生物進(jìn)化過程的計(jì)算模型,是一種通過模擬自然進(jìn)化過程搜索較優(yōu)解的方法。
遺傳算法(Genetic Algorithm)是一類借鑒生物界的進(jìn)化規(guī)律(適者生存,優(yōu)勝劣汰遺傳機(jī)制)演化而來的隨機(jī)化搜索方法。它是由美國(guó)的J.Holland教授1975年首先提出,其主要特點(diǎn)是直接對(duì)結(jié)構(gòu)對(duì)象進(jìn)行操作,不存在求導(dǎo)和函數(shù)連續(xù)性的限定;具有內(nèi)在的隱并行性和更好的全局尋優(yōu)能力;采用概率化的尋優(yōu)方法,能自動(dòng)獲取和指導(dǎo)優(yōu)化的搜索空間,自適應(yīng)地調(diào)整搜索方向,不需要確定的規(guī)則。
遺傳算法的基本運(yùn)算過程如下:
a)初始化:設(shè)置進(jìn)化代數(shù)計(jì)數(shù)器t=0,設(shè)置較大進(jìn)化代數(shù)T,隨機(jī)生成M個(gè)個(gè)體作為初始群體P(0)。
b)個(gè)體評(píng)價(jià):計(jì)算群體P(t)中各個(gè)個(gè)體的適應(yīng)度。
c)選擇運(yùn)算:將選擇算子作用于群體。選擇的目的是把優(yōu)化的個(gè)體直接遺傳到下一代或通過配對(duì)交叉產(chǎn)生新的個(gè)體再遺傳到下一代。選擇操作是建立在群體中個(gè)體的適應(yīng)度評(píng)估基礎(chǔ)上的。
d)交叉運(yùn)算:將交叉算子作用于群體。遺傳算法中起核心作用的就是交叉算子。
e)變異運(yùn)算:將變異算子作用于群體。即是對(duì)群體中的個(gè)體串的某些基因座上的基因值作變動(dòng)。
群體P(t)經(jīng)過選擇、交叉、變異運(yùn)算之后得到下一代群體P(t+1)。
f)終止條件判斷:若t=T,則以進(jìn)化過程中所得到的具有較大適應(yīng)度個(gè)體作為較優(yōu)解輸出,終止計(jì)算。
遺傳算法也是計(jì)算機(jī)科學(xué)人工智能領(lǐng)域中用于解決較優(yōu)化的一種搜索啟發(fā)式算法,是進(jìn)化算法的一種。
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