如何表示遗传算法的路径？答案

【问题标题】：How to represent a path for a genetic algorithm?如何表示遗传算法的路径？
【发布时间】：2009-04-13 17:41:34
【问题描述】：

我想用 GA 来确定从 A 到 B 的最优路径，满足一定的条件（长度、圈数等）

路径的一个例子是：上4，左8，下3，右3，下1，左10，上4，左1，上3

问题是，我真的不知道有什么好的方法可以很好地表示这样的信息，以便在 GA 中使用，尤其是因为路径的长度是可变的。

有没有人知道如何做这样的事情？

【问题讨论】：

标签： language-agnostic artificial-intelligence genetic-algorithm

【解决方案1】：

我不确定你的表示问题到底是什么，所以我怀疑你有这个问题是因为误解了 GA 的染色体字符串。从理论上讲，如果您采取额外的步骤来划分您的单个基因，则不必在整数边界上明确重组染色体串，这将允许您在逐个基因的基础上进行重组。这解决了可变长度基因的问题，例如您的“路径”。重组可变长度基因只是在突变方法中添加另一个变体，特别是“使用这个元素或核对这个元素”，除了标准的“使用来自 A 的元素或来自 B 的元素”，如果你的基因可以分解成离散的元素，就像你的路径一样。

【讨论】：

那么我该怎么做才能交叉两条不同长度的染色体呢？
如果你的意思是在重组过程中发现X染色体不包含Y染色体上的一些基因子集S，那么重组随机选择S的哪些基因出现在合成的染色体上，即同样的方式我们处理可变长度的基因。
另外，它可能会帮助您（我知道它帮助了我）不将染色体明确概念化为字符串，而仅仅是一组操作和变量。字符串表示主要用于类比 DNA、imr，但在 GA 实现中没有明确要求。

【解决方案2】：

听起来你真的很想使用A* optimisation algorithm 之类的东西，它通常用于（效果很好）寻路。您可以指定任何您喜欢的启发式函数以获得适当的解决方案。

【讨论】：

【解决方案3】：

我会使用 U、D、L、R....

所以“上 4、左 8、下 3、右 3、下 1、左 10、上 4、左 1、上 3”将是：

UUUULLLLLLLLDDDRRRDLLLLLLLLLLLUUUULUUU

这样培育字符串会容易得多。

对于 A（15 个字符）和 B（3 个字符），我在 A 和 B 之间的繁殖功能是：

在 1 到 MAX(LEN(A), LEN(B)) {1 到 15} 之间选择一个随机的所需长度 (len)
在 1 和 len 之间选择一个随机分割点。
选择是让 A 还是 B 随机先行。
从一个中取出第一个 s 字符，然后从另一个中取出最后一个 (len-s) 个字符。

【讨论】：

【解决方案4】：

GA 可以处理可变长度的染色体。实际个体可能非常复杂。例如，它可以包含一些固定长度的位、字符串（无固定长度），可能还有一些共轭复数对。此外，共轭复数对必须始终保留一些条件。可以做到，但是个体越复杂，遗传操作就越复杂（例如交叉、突变）。可能健身功能需要更多的代码行。不过还是可以的。

也许您可以按照建议选择数字编码路径表示，但仍然可以使用您的示例编码为 Osama ALASSIRY 建议：UUUULLLLLLLLDDDRRRDLLLLLLLLLUUUULUUU。
对于交叉：

让变异操作符读取给定个体的当前长度，
生成两个随机数 x1,y1，x1,y1 =
对个人 2 做同样的事情，现在你有两对 (x1,y1) 和 (x2,y2)，
从个体 1 复制 x1 和 y1 之间的内容，并将其插入到个体 2 的值 x2 和 y2 之间。新版本的 Individual 2 可能会改变它的长度，因为 x1y1 和 x2y2 之间的基因数量可以不同，但没关系，
x2y2 之间个体 2 的原始版本中的内容应插入 x1y1 之间个体 1 的新版本中（其长度也会改变），

说清楚：
父 A：UUUULLLLLLLLDDDRRRDLLLLLLLLLLLUUUULUUU
父 B：DRRRRLULUDDDR
你生成随机对pairA(4,18),pairB(0,5) 假设您从 0 开始计算基因，您将交换以下字符串：
UUUULLLLLLLLDDDRRRDLLLLLLLLLLUUUULUUU
DRRRRLULUDDDR
所以越过你得到
UUUUDRRRRLLLLLLLLLLUUUULUUU
LLLLLLLLDDDRRRDULUDDDR
现在你刚刚穿越了。您也可以使用一个切割点或多个点。

关于变异：

生成0到个体长度之间的数字，
生成 1-4 之间的数字并更新该基因。（如果生成了 1，则将其更改为 U、2-D、3-L、4-R）

你刚刚做了突变。您还可以突变多个基因。

但正如我所说，还有其他可能性。

【讨论】：

【解决方案5】：

在我看来，这听起来与Travelling salesman problem 非常相似，该页面是否包含一些有用的信息？

【讨论】：