演化策略與遺傳演算法的比較

2021-04-01 06:52:46 字數 1260 閱讀 1719

演化策略(

evolution strategies

)和遺傳演算法(

ge***ic algorithms

)最基本的不同在於它們各自的應用領域。演化策略的開發是針對數值優化,它採用一特殊的帶自適應步長大小

和傾角

的爬山過程。最近,演化策略已經用語離散的優化問題。而遺傳演算法是作為(一般目的)自適應搜尋技術形成的,這種搜尋技術按指數增長的比率分配平均值之上的模式。它能用在各種領域,(實)引數優化只是它應用中的個方面。

一、表達個體的方式

演化策略:操作於浮點向量

經典遺傳演算法:操作於二進位制向量。

二、選擇過程本身

在演化策略裡,選擇過程是確定性的:它從u+y

個[(u+y)-es]

或 y

個[(u,y)-es]個體中選擇最好的u

個個體(無重複)。而在遺傳演算法裡,選擇過程是隨機的,從

pop_size

個個體中選擇

pop_size

個個體(有重複),選擇的機會與個體的適應值成比例。一些遺傳演算法實際上使用了分級加權選擇,但較強個體仍可以被選擇幾次。

三、選擇和重組步驟的相對次序

在演化策略裡,乙個後代是兩個親體雜交和進一步交異的結果,u+y

或y個個體組成的中間群體已準備好,選擇過程減少其大小到u

個個體。在遺傳演算法中,次序正好相反。我們首先選擇一些中間群體,然後應用遺傳運算元(雜交和變異)到一些個體上(按照雜交概率選擇)及一些基因上(按照變異概率選擇)。

四、控制引數

在演化過程中,遺傳演算法的再生殖引數保持常數(雜交概率、變異概率),而演化策略始終改變引數(自適應步長和傾角

):它們和解向量

x一起經歷雜交和變異,因為乙個個體被解釋為這三個引數的

三位一體(x,自適應步長,傾角)。演化策略中控制引數的自適應對應於系統的區域性微調。

五、處理約束

演化策略承擔一組q≥

0個不等式,g1(x)>=0,...,gq(x)>=0

作為優化問題的一部分。在一些迭代過程中,如果乙個後代不滿足所有這些約束,那麼此後代消亡,即不被放到新群體中。如果這樣的非法個體發生率很高,演化策略就調整它們的控制引數,即減少向量

的部分。遺傳演算法處理約束的主要策略是對違反約束的個體加以懲罰。理由是對強約束問題,不能只是消去不合法後代(遺傳演算法不調節它們的控制引數),否則,演算法將長時間

原地不動。

走進細看演化策略的遺傳演算法在過去

20年的發展,人們不得不承認,這些方法之間的鴻溝正變得越來越小。

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