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遗传算法是一种模拟自然选择和遗传机制的优化方法,广泛应用于工程优化和机器学习领域。基于MATLAB的实现具有矩阵运算高效、可视化方便的特点。
典型的遗传算法实现包含以下几个核心模块:
种群初始化:随机生成一定数量的个体作为初始种群,每个个体代表问题的一个潜在解。
适应度评估:设计适应度函数对每个个体进行评分,反映其解决目标问题的优劣程度。
选择操作:根据适应度分数采用轮盘赌、锦标赛等方法选择优质个体进入交配池。
交叉重组:通过单点交叉、多点交叉等策略产生新一代个体,继承父代特征。
变异操作:以较低概率对个体基因进行随机改变,增加种群多样性。
迭代终止:设置最大代数或适应度阈值作为终止条件,输出最优解。
MATLAB版本的优势在于可以方便地处理矩阵形式的种群数据,并通过内置工具箱实现高效计算。完善的遗传算法实现还应考虑精英保留策略、自适应参数调整等进阶功能,以提高收敛速度和求解精度。