【学界】进化算法简介(附代码)

进化算法简介

进化算法,或称演化算法(evolutionary algorithms,简称EAs),是一个算法簇,灵感源于自然生物进化过程。其核心操作包括基因编码、种群初始化、交叉变异算子、保留机制等。相较于基于微积分和穷举的优化算法,进化计算具有高度鲁棒性和广泛适用性,能有效解决如NP难优化问题等复杂问题。

进化算法在多目标优化问题中同样大显身手,称为进化多目标优化算法(MOEAs)。此算法在参数优化、工业调度、资源分配、复杂网络分析等领域有广泛应用。

遗传算法(Genetic Algorithm,GA)是最基本的进化算法,由J.Holland教授于1975年提出。GA中,每个个体在解空间中表示一个可行解,通过模拟生物进化过程,搜索最优解。GA的关键步骤包括种群初始化、个体评价、迭代设置、个体选择、交叉算子和变异算子。遗传算法matlab代码包括主函数、编码函数、选择函数、交叉算子和变异算子等。

文化基因算法(Memetic Algorithm,MA)结合了种群全局搜索与个体局部启发式搜索,实质上是遗传算法与局部搜索算法的结合。局部搜索策略多样,如爬山机制、模拟退火、贪婪机制、禁忌搜索等。

进化多目标优化算法(Multi-Objective Evolutionary Algorithm,MOEA)处理具有多个目标的优化问题。问题最优解构成非支配解集,即Pareto解集。MOEA方法包括基于拥挤度距离度量的NSGA-II、基于分解思想的MOEA/D算法、基于免疫克隆机制的NNIA算法等。

NSGA-II算法matlab代码包含主函数、目标函数、种群初始化函数、基因操作函数、快速非支配排序函数和拥挤度距离计算函数等。

参考文献提供了进一步阅读材料,涉及进化多目标优化算法的研究、文化基因算法、遗传算法基础以及NSGA-II算法的详细信息。

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