遗传算法的特点
1. 遗传算法的优缺点
优点:
1、遗传算法是以决策变量的编码作为运算对象,可以直接对集合、序列、矩阵、树、图等结构对象进行操作。这样的方式一方面有助于模拟生物的基因、染色体和遗传进化的过程,方便遗传操作算子的运用。
另一方面也使得遗传算法具有广泛的应用领域,如函数优化、生产调度、自动控制、图像处理、机器学习、数据挖掘等领域。
2、遗传算法直接以目标函数值作为搜索信息。它仅仅使用适应度函数值来度量个体的优良程度,不涉及目标函数值求导求微分的过程。因为在现实中很多目标函数是很难求导的,甚至是不存在导数的,所以这一点也使得遗传算法显示出高度的优越性。
3、遗传算法具有群体搜索的特性。它的搜索过程是从一个具有多个个体的初始群体P(0)开始的,一方面可以有效地避免搜索一些不必搜索的点。
另一方面由于传统的单点搜索方法在对多峰分布的搜索空间进行搜索时很容易陷入局部某个单峰的极值点,而遗传算法的群体搜索特性却可以避免这样的问题,因而可以体现出遗传算法的并行化和较好的全局搜索性。
4、遗传算法基于概率规则,而不是确定性规则。这使得搜索更为灵活,参数对其搜索效果的影响也尽可能的小。
5、遗传算法具有可扩展性,易于与其他技术混合使用。以上几点便是遗传算法作为优化算法所具备的优点。
缺点:
1、遗传算法在进行编码时容易出现不规范不准确的问题。
2、由于单一的遗传算法编码不能全面将优化问题的约束表示出来,因此需要考虑对不可行解采用阈值,进而增加了工作量和求解时间。
3、遗传算法效率通常低于其他传统的优化方法。
4、遗传算法容易出现过早收敛的问题。
(1)遗传算法的特点扩展阅读
遗传算法的机理相对复杂,在Matlab中已经由封装好的工具箱命令,通过调用就能够十分方便的使用遗传算法。
函数ga:[x, fval,reason]= ga(@fitnessfun, nvars, options)x是最优解,fval是最优值,@fitnessness是目标函数,nvars是自变量个数,options是其他属性设置。系统默认求最小值,所以在求最大值时应在写函数文档时加负号。
为了设置options,需要用到下面这个函数:options=gaoptimset('PropertyName1', 'PropertyValue1', 'PropertyName2', 'PropertyValue2','PropertyName3', 'PropertyValue3', ...)通过这个函数就能够实现对部分遗传算法的参数的设置。
2. 遗传算法特点
遗传算法有以下特点:不会产生无效的路径,但是在复杂的环境中,很难创建链接图。此外,遗传算法计算效率低,计算时间长,在遗传进化过程中需要大量的存储空间。
3. 遗传算法优点,要详细一些的
遗传算法是一种全局优化概率算法,主要的优点有
1.遗传算法对所求解的优化问题没有太多的数学要求,由于他的进化特性,搜素过程中不需要问题的内在性质,对于任意形式的目标函数和约束,无论是线性的还是非线性的,离散的还是连续的都可处理。
2.进化算子的各态历经性使得遗传算法能够非常有效地进行概率意义的全局搜素。
3.遗传算法对于各种特殊问题可以提供极大的灵活性来混合构造领域独立的启发式,从而保证算法的有效性。
4. 遗传算法的优缺点
1、早熟。这是最大的缺点,即算法对新空间的探索能力是有限的,也容易收敛到局部最优解。
2、大量计算。涉及到大量个体的计算,当问题复杂时,计算时间是个问题。
3、处理规模小。目前对于维数较高的问题,还是很难处理和优化的。
4、难于处理非线性约束。对非线性约束的处理,大部分算法都是添加惩罚因子,这是一笔不小的开支。
5、稳定性差。因为算法属于随机类算法,需要多次运算,结果的可靠性差,不能稳定的得到解。
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5. 关于遗传算法
遗传算法(Genetic Algorithm,简称GA)是美国 Michigan大学的 John Golland提出的一种建立在自然选择和群体遗传学机理基础上的随机、迭代、进化、具有广泛适用性的搜索方法。现在已被广泛用于学习、优化、自适应等问题中。图4-1 给出了 GA搜索过程的直观描述。图中曲线对应一个具有复杂搜索空间(多峰空间)的问题。纵坐标表示适应度函数(目标函数),其值越大相应的解越优。横坐标表示搜索点。显然,用解析方法求解该目标函数是困难的。采用 GA时,首先随机挑选若干个搜索点,然后分别从这些搜索点开始并行搜索。在搜索过程中,仅靠适应度来反复指导和执行 GA 搜索。在经过若干代的进化后,搜索点后都具有较高的适应度并接近最优解。
一个简单GA由复制、杂交和变异三个遗传算子组成:
图4-2 常规遗传算法流程图
6. 量子遗传算法对于遗传算法的优点是什么
搜索范围更广,适应性更强,效率更高,效果更好。
7. 遗传算法有哪些特点
经现代医学研究表明,DNA是现存生命最重要的遗传物质。而遗传则是指经由基因的传递,使后代获得亲代的特征。遗传学正是研究遗传这一现象的一门学科,除遗传因素外,还有环境,以及环境与遗传的交互作用也是决定生物特征的因素。
遗传算法是一种可用于复杂系统优化的一种搜索算法,与传统的算法相比,具有以下4个特点:第一,它是以决策变量的编码作为运算对象;第二,遗传算法直接以适应度作为搜索信息,无需导数等其他辅助信息;第三,遗传算法使用多个点的搜索信息,具有隐含并行性;最后,它没有使用非确定性规则,而是采用了概率搜索技术。
8. 遗传算法的核心是什么!
遗传操作的交叉算子。
在自然界生物进化过程中起核心作用的是生物遗传基因的重组(加上变异)。同样,遗传算法中起核心作用的是遗传操作的交叉算子。所谓交叉是指把两个父代个体的部分结构加以替换重组而生成新个体的操作。通过交叉,遗传算法的搜索能力得以飞跃提高。
交叉算子根据交叉率将种群中的两个个体随机地交换某些基因,能够产生新的基因组合,期望将有益基因组合在一起。
(8)遗传算法的特点扩展阅读
评估编码策略常采用以下3个规范:
a)完备性(completeness):问题空间中的所有点(候选解)都能作为GA空间中的点(染色体)表现。
b)健全性(soundness): GA空间中的染色体能对应所有问题空间中的候选解。
c)非冗余性(nonrendancy):染色体和候选解一一对应。
目前的几种常用的编码技术有二进制编码,浮点数编码,字符编码,变成编码等。
而二进制编码是目前遗传算法中最常用的编码方法。即是由二进制字符集{0,1}产生通常的0,1字符串来表示问题空间的候选解。