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布谷鸟搜索(Cuckoo Search,简称CS)是一种基于生物启发式的优化算法,由Xin-She Yang和Suash Deb于2009年提出。该算法模拟了杜鹃鸟(Cuckoo)的寄生繁殖行为,以及宿主鸟对入侵鸟卵的防御机制,并将其转化为高效的数学优化框架。
### 核心思想 CS算法的灵感来源于自然界中杜鹃鸟的特殊繁殖策略:它们会将卵产在其他鸟类的巢中,利用宿主鸟代为孵化和育雏。若宿主鸟发现外来卵,可能会采取两种策略——抛弃这些卵或直接放弃巢穴。这一生物现象被抽象为算法中的两种关键机制: 莱维飞行(Lévy Flight):模拟杜鹃鸟的随机长距离飞行,用于全局探索。 巢穴淘汰机制:以概率方式淘汰较差解(类比宿主鸟发现并抛弃外来卵),保留更优解。
### 算法特点 全局优化能力强:通过莱维飞行实现大范围搜索,避免陷入局部最优。 参数少且简单:仅需设置种群大小和发现概率(Pa)等少数参数。 生物启发性:将生态行为转化为数学规则,适合连续和离散优化问题。
### 应用扩展 CS算法在工程优化、机器学习参数调优、图像处理等领域表现优异,后续改进版本(如MCSA/MCOA)进一步结合多策略协作或混合优化技术,提升了收敛速度和精度。其生物隐喻的设计思路也为其他群体智能算法提供了借鉴。