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第六章 其他进化算法第六章 其他进化算法一.前言二.进化策略三.进化规划四.遗传规划五.差分进化一.前言进化算法的起源和发展遗传算法（GA）是上世纪六七十年代美国密西根大学Holland教授及其学生提出和发展起来的进化策略（Evolutionary Strategy, ES）是上世纪60年代柏林技术大学的两名学生Rechenberg和Schwefel在风洞试验中最初提出的进化规划（Evolutionary Programming, EP）是上世纪六十年代美国学者Fogel首先提出的一.前言进化算法的起源和发展由于GA，ES和EP是由不同领域的研究人员分别独立提出的，在相当长的时期内相互之间没有正式沟通1990年，GA才开始与ES和EP有所交流；1992年ES和EP这两个领域的研究人员首次接触到对方的研究工作通过交流，研究人员发现这些算法所依赖的思想都是基于自然界的自然遗传和自然选择等生物进化思想，具有惊人的相似之处一.前言进化算法的起源和发展于是，GA，ES和EP等算法被统称为进化算法（Evolutionary Algorithms, EAs），相应的研究领域被统称为进化计算后来，遗传规划（Genetic Programming, GP）和差分进化（ Differential Evolutionary，DE）也被纳入到EA的范畴之内一.前言总体框架begin initialize the population with random individuals; evaluate each individual; repeat select parents; recombine pairs of parents; mutate the resulting offspring; evaluate the new-generated individuals; select individuals for the next generation; until a stop condition is metend一.前言国际学术会议情况1985年，在美国召开了第一届遗传算法国际会议，并成立了国际遗传算法学会；1992年，在美国举行了进化规划第一届年会；1999年这两个国际会议合并为Genetic and Evolutionary Computation Conference（GECCO），这是进化算法在 美国召开的最主要国际会议1990年，在欧洲召开了第一届Parallel Problem Solving From Nature（PPSN）国际会议，成为在欧洲召开的进化算法方面的最主要国际会议一.前言国际学术会议情况1993年，进化计算领域内第一个国际期刊《Evolutionary Computation》在美国问世1994年，IEEE神经网络委员会主持召开了第一届进化计算国际会议（IEEE Conference on Evolutionary Computation, CEC），这是进化算法领域最顶级的学术会议IEEE进化计算国际会议、IEEE神经网络国际会议和IEEE模糊系统国际会议每三年在同一地点同时召开，统称为IEEE世界计算智能大会（IEEE Conference on Computation Intelligence, WCCI）二.进化策略引言ES最初用于风洞实验中物体外形的参数优化ES强调个体级的行为变化ES的几种形式：(1+1)-ES, (μ+1)-ES, (μ+λ)-ES以及(μ, λ)-ES二.进化策略(1+1)-ES早期ES的种群中只包含一个个体，并且只使用变异操作，变异后的个体与其父代进行比较，选择较好的作为新的父代存在的问题：各维定常的标准差降低收敛效果单点有哪些信誉好的足球投注网站效率不高（尽管可以理论上证明能够收敛到全局最优点）二.进化策略(1+1)-ES在每个新个体的特征中增加了一个自适应参数，这样每个解矢量中不仅包含了其数值信息，而且还包含了变异信息二.进化策略(μ+1)-ES在这种ES中，父代有μ个个体(μ 1)，并且引入重组算子，使父代个体组合出新的个体重组算子类似于GA中的重组运算对重组的新个体执行变异操作，见(1+1)-ES将变异后的个体与父代μ个个体进行比较，如果优于父代的最差个体，则替代后者成为下一代种群的新个体二.进化策略(μ+1)-ES特点：只产生一个新个体使用种群增添了重组算子二.进化策略(μ+λ)-ES和(μ,λ)-ES(μ+λ)-ES中， μ个父代产生λ个子代，所有个体都参与生存竞争，最好的μ个作为下一代的父代(μ,λ)-ES中， μ个父代产生λ个子代(λ μ)，只有λ个子代参与生存竞争，从中选择最好的μ个作为下一代的父代优劣性分析：(μ+λ)-ES保留旧个体可能是过时的可行解，妨碍算法向最优方