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应用背景
布谷鸟搜索算法[CuckooSearch(CS)],也叫杜鹃搜索,是由剑桥大学Xin-SheYang(杨新社)教授和S.Deb于2009年提出的一种新兴启发算法。CS算法通过模拟某些种属布谷鸟(CuckooSpecies)的寄生育雏(BroodParasitism)来有效地求解最优化问题的算法。同时,CS也采用相关的Levy飞行搜索机制。研究表明,布谷鸟搜索比其他群体优化算法更有效。
关键技术
在自然界中,布谷鸟寻找适合自己产卵的鸟窝位置是随机的或是类似随机的方式。为了模拟布谷鸟寻窝的方式,首先,需要设定以下3个理想的状态:
(1)布谷鸟一次只产一个卵,并随机选择鸟窝来孵化它;
(2)在随机选择的一组鸟窝中,最好的鸟窝将会被保留到下一代;
(3)可利用的鸟窝数量n是固定的,一个鸟窝的主人能发现一个外来鸟蛋的概率Pa∈[0,1]。
在这3个理想状态的基础上,布谷鸟寻窝的路径和位置更新公式如下:
x(t+1)i=x(t)i+αL(λ),i=1,2,…,n.(1)
其中x(t)i表示第i个鸟窝在第t代的鸟窝位置,为点对点乘法,α表示步长控制量,L(λ)为Levy随机搜索路径,并且L~ u=t-λ,(1pa,则对x(t+1)i进行随机改变,反之不变.最后保留测试值较好的一组鸟窝位置y(t+1)i,此时仍把y(t+1)i记为x(t+1)i。
此外,布谷鸟搜索算法还可以应用于各种最优化问题,如工程优化、机器学习等领域。通过模拟布谷鸟的寻窝行为,该算法能够有效地搜索最优解,并在求解复杂问题时取得良好的效果。因此,布谷鸟搜索算法在学术界和工程实践中受到了广泛的关注和应用。