遗传算法的算法思想
❶ 蚂蚁算法的思想进化公式及遗传算法的算法流程图
抄的
目前蚁群算法主要用在组合优化方面,基本蚁群算法的思路是这样的:
1. 在初始状态下,一群蚂蚁外出,此时没有信息素,那么各自会随机的选择一条路径。
2. 在下一个状态,每只蚂蚁到达了不同的点,从初始点到这些点之间留下了信息素,蚂蚁继续走,已经到达目标的蚂蚁开始返回,与此同时,下一批蚂蚁出动,它们都会按照各条路径上信息素的多少选择路线(selection),更倾向于选择信息素多的路径走(当然也有随机性)。
3. 又到了再下一个状态,刚刚没有蚂蚁经过的路线上的信息素不同程度的挥发掉了(evaporation),而刚刚经过了蚂蚁的路线信息素增强(reinforcement)。然后又出动一批蚂蚁,重复第2个步骤。
每个状态到下一个状态的变化称为一次迭代,在迭代多次过后,就会有某一条路径上的信息素明显多于其它路径,这通常就是一条最优路径。
关键的部分在于步骤2和3:
步骤2中,每只蚂蚁都要作出选择,怎样选择呢?
selection过程用一个简单的函数实现:
蚂蚁选择某条路线的概率=该路线上的信息素÷所有可选择路线的信息素之和
假设蚂蚁在i点,p(i,j)表示下一次到达j点的概率,而τ(i,j)表示ij两点间的信息素,则:
p(i,j)=τ(i,j)/∑τ(i)
(如果所有可选路线的信息素之和∑τ(i)=0,即前面还没有蚂蚁来过,概率就是一个[0,1]上的随机值,即随机选择一条路线)
步骤3中,挥发和增强是算法的关键所在(也就是如何数学定义信息素的)
evaporation过程和reinforcement过程定义了一个挥发因子,是迭代次数k的一个函数
ρ(k)=1-lnk/ln(k+1)
最初设定每条路径的信息素τ(i,j,0)为相同的值
然后,第k+1次迭代时,信息素的多少
对于没有蚂蚁经过的路线:τ(i,j,k+1)=(1-ρ(k))τ(i,j,k),显然信息素减少了
有蚂蚁经过的路线:τ(i,j,k+1)=(1-ρ(k))τ(i,j,k)+ρ(k)/|W|,W为所有点的集合
为什么各个函数要如此定义,这个问题很难解释清楚,这也是算法的精妙所在。如此定义信息素的挥发和增强,以及路径选择,根据马尔可夫过程(随机过程之一)能够推导出,在迭代了足够多次以后,算法能够收敛到最佳路径。
❷ 遗传算法的特点
遗传算法是解决搜索问题的一种通用算法,对于各种通用问题都可以使用。搜索算法的共同特征为:
① 首先组成一组候选解
② 依据某些适应性条件测算这些候选解的适应度
③ 根据适应度保留某些候选解,放弃其他候选解
④ 对保留的候选解进行某些操作,生成新的候选解。
在遗传算法中,上述几个特征以一种特殊的方式组合在一起:基于染色体群的并行搜索,带有猜测性质的选择操作、交换操作和突变操作。这种特殊的组合方式将遗传算法与其它搜索算法区别开来。
遗传算法还具有以下几方面的特点:
(1)遗传算法从问题解的串集开始搜索,而不是从单个解开始。这是遗传算法与传统优化算法的极大区别。传统优化算法是从单个初始值迭代求最优解的;容易误入局部最优解。遗传算法从串集开始搜索,覆盖面大,利于全局择优。
(2)遗传算法同时处理群体中的多个个体,即对搜索空间中的多个解进行评估,减少了陷入局部最优解的风险,同时算法本身易于实现并行化。
(3)遗传算法基本上不用搜索空间的知识或其它辅助信息,而仅用适应度函数值来评估个体,在此基础上进行遗传操作。适应度函数不仅不受连续可微的约束,而且其定义域可以任意设定。这一特点使得遗传算法的应用范围大大扩展。
(4)遗传算法不是采用确定性规则,而是采用概率的变迁规则来指导他的搜索方向。
(5)具有自组织、自适应和自学习性。遗传算法利用进化过程获得的信息自行组织搜索时,适应度大的个体具有较高的生存概率,并获得更适应环境的基因结构。
(6)此外,算法本身也可以采用动态自适应技术,在进化过程中自动调整算法控制参数和编码精度,比如使用模糊自适应法 。
❸ 遗传算法思想
首先初始化,包括种群的大小,编码的方案,遗传的代数,变异的概率,等等;
然后进行选择操作;
接着是将选择的个体进行交叉,;
然后再进行选择,并将选择的个体进行变异;
最后就是更新最优值了。
大体过程就是这样了。
❹ 通过一个实例,叙述该混合遗传算法的基本思想是什么其基本构成原则是什么
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❺ 遗传算法涉及到分片思想吗
遗传算法的中心思想就是对一定数量个体组成的生物种群进行选择、交叉、变异等遗传操作,最终求得最优解或近似最优解。在进行遗传操作时,几个重要的参数为:染色体长度L,种群大小M,交叉概率Pc,变异概率Pm,终止代数T。
❻ 遗传算法的核心是什么!
运算的核心是评价函数的确定,先确定评价函数后,根据评价函数设计编码的方案。先将编码转为实数再代入评价函数这个是初学者常有的错误思路:编码不一定是数,也可以是复杂的信号序列,筛选的核心是如何设计交叉和变异的方式,从原理上避免变异产生无效的序列,加快搜索进程
❼ 遗传算法的基本原理
遗传算法通常的实现方式,就是用程序来模拟生物种群进化的过程。对于一个求最优解的问题,我们可以把一定数量的候选解(称为个体)抽象地表示为染色体,使种群向更好的解来进化。大家知道,使用算法解决问题的时候,解通常都是用数据或者字符串等表示的,而这个数据或字符串对应到生物中就是某个个体的“染色体”。进化从完全随机个体的种群开始,之后一代一代发生。在每一代中评价其在整个种群的适应度,从当前种群中随机地选择多个个体(基于它们的适应度),通过自然选择和突变产生新的种群,该种群在算法的下一次迭代中成为当前种群。其具体的计算步骤如下:
编码:将问题空间转换为遗传空间;
生成初始种群:随机生成P个染色体;
种群适应度计算:按照确定的适应度函数,计算各个染色体的适应度;
选择:根据染色体适应度,按照选择算子进行染色体的选择;
交叉:按照交叉概率对被选择的染色体进行交叉操作,形成下一代种群;
突变:按照突变概率对下一代种群中的个体进行突变操作;
返回第3步继续迭代,直到满足终止条件。
❽ 遗传算法中的锦标赛选择算法的思想是什么
我理解的抄是,在50个人中,随机选择袭两组人,每组10个人,对于每组的10个人按适应度进行排列,选择两组中适应度最好的两个个体作为母代进行两两交叉;
然后再从剩下来的48个人中,随机选择两组人,每组10个人,对于每组的10个人按适应度进行排列,选择两组中适应度最好的两个个体作为母代进行两两交叉;
依此类推,知道你选出的母代个数满足你的要求,这里母代个数肯定是少于50的。
❾ 遗传算法是数据挖掘算法吗
不是。遗传算法可以用于蕨类,但绝不限于此,实际它的应用极广,它是种优化算法,是种算法设计思想,比如贪吃法和动态规划,绝不会局限于某个应用领域。数据挖掘算法太窄了,像apriori,k-mean等算法都是针对关联规则挖掘和聚类提出的具体算法。