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遗传算法是一种受自然界生物进化启发的优化方法,它通过模拟"选择、交叉、变异"等机制来寻找问题的最优解。这类算法在MATLAB中有着广泛的应用场景,比如参数优化、路径规划等。
遗传算法的核心思想是维护一个候选解群体,通过计算适应度函数评估每个个体的优劣。适应度高的个体更有可能被选中参与繁殖,产生新一代解。在繁殖过程中,算法会模拟基因的交叉和随机变异,以增加解的多样性,避免陷入局部最优。
MATLAB为遗传算法的实现提供了便利的工具,比如全局优化工具箱中的相关函数。用户只需定义适应度函数和约束条件,就能快速构建和测试算法。遗传算法的优势在于不需要问题的梯度信息,适用于非线性、多峰值的复杂优化场景。
这种仿生算法虽然计算量较大,但在解决传统优化方法难以处理的难题时表现出色。理解遗传算法的生物学隐喻(如基因编码、自然选择)能帮助我们更直观地把握其工作原理。