遗传规划算法的改进研究

1、第2 8卷第5期v 0.8n 0 .1 25重庆3商大学学报（自然科学版）j co gi g t cn1 b s n sn v(t s i e )h n q ne hou ie su i . n a cd2 10 1 年 10月0 c0 1t 21文章编号：6 2 5x ( 010090 17 08 21)5 -46 5遗传规划算法的改进研究 姜群，陈宁,张曼（重庆理t大学计算机科学与工程学院，重庆405 )00 4摘要：通过改变遗传规划算法在生成初始群体时的方法，整变异概率，正适应度函 数，调修对遗传规 划算法进行 改进，生成的初始群体具有良 好的性能;使并通过两个函数进行符号验证，明改进后

2、的方法是 说有效 可行的。关键词：传规划;遗 改进 算法；号冋归；应度函数符适屮图分类号:p 8 t 1 文献标志码:a 2纪7 0世0年代，0 1 d教授受生物学的启发，出了著名的遗传算 法 :ii 1 n a提经过3 0多年的应用与发 展，算法已经成 为非线性优化计算的有效工具，遗传具有重要的现实意义和工程意 义，到了广泛的研究和 得运用。遗传规划是从遗传算法中派生和发 展起來的一种搜索寻优 技术。上世纪9 0年代初，国学者k z 美 o a 3 在遗传算法的基础上进一步捉出遗传规划算法（e e i p o rm i g o遗传规划（p是一种关于产生问 g n t ram n ） c g

3、g）题解的计算机程序或者其他复杂结构的口动方法。遗 传规划试图研究计算科学的一个屮心问题:计算机怎 样在没有 明显编程的情 况下来解 决问题。遗传规 划为上述问题的解决提 供了一 个可能的工具；在解决人 它 工智能、器学习、机控制技术等 领域中的问题时效果显箸。同时，现遗传规划算法本身也存在 许多问题，发 首先，初始种群是随机产生的，布于整个解空间， 遍但整体索质一般很差，有许多甚至是不可行的，经过儿 要代或 更多代后整体素质才有提高h次,传规划算法的效率受多种因素影 响，否能够收敛到全局最优 遗是 解（或满意解）不仅与初始 群体的质量有关，与参数选取、传操作及适应值的测试方式等 有很大关系。

4、还遗 因此，有必要对遗传规划进行改进，而提高 其收敛性能，快寻优过程、短寻优时间。从加缩1遗传规划的基本内容 （）g 1 p的基本思想。基木过程是在由许多可行的 计算机程 序组成的搜索 空间中，寻找出有最佳 适应 度 的计算机 程 序。仿夠j物界进化和遗传的过程，从"胜劣汰，遵优适者生存"口 然法则 ，用复制、换 的应交 及突变等若干个进化方式。子代 计算机程序通过自然选择和遗传机制而产生。（）g 2 p求解问题的操作步骤。确定个体的表达方式，现为确定函数符 集f和终止 符集；随机 表产生初始群体；计算群体小各个体的适应度;即 根据个体解决问题的好坏赋予一适应度;执行遗传操

5、 作，括（包 选择） 复制、交叉、突变等;循环执行直到满足终止条件;执行过 程如图1。（）g 3 p的主要特征。产生的结果具有层次化的特点；随着进化的延续，个体不断朝着问题答案的方向 动态地发展； 需事先确定或限制最终答案的结构或大小，传规划将根据环境自动 确定：入、不遗输中间结果 和输出是问题的自然描述，无需 或少需对 输人数据 的预处 理和对 输岀结 果的后处 理；遗传 规划中， 体结 在个构变化是主动的，它们并不是对问题答案的被动式编 码，体结构在遗传时能从当前状态主动地改变结构个和大小进 化成新的，更优的状态。收稿日期：0100 ； ihl 0期：0102.21 3 5 修 21 4一

6、 5作者简介：群（9 9 一）女，庆市人，教授，事智能计算、姜1 5 ,重副 从数据挖掘及生物信息研究第5期 姜群，：传规划算法的改进研究等遗 479 图1遗传规划算法的执行过程()p的个体描述方法。在遗传规划中，4 g首先要解决的问题是如何用一系列可行的函数对个体进行 描 述，而这种函数能反复地出iv个函数集合f?符集合 o合而成。函数集，m)自变量，对函数 分别为z ) z (, , f =中每个特定)i , j 'm o厂， 函数n个).z2 t n , 定有 ( 选，相应() iv个终止 o组 n =1 2 ., 自变量个数(的函数集内的函数可以是:e p 0 尔运算符，术运算符一，十，一,算如x ,标如i 0a d 0 ,0 如 n ,/等；准数学函数，sn, c g , x , l g ,，来. 等；布r n t等；条件表达式，i. h ne s , w i c - a e 等；如 fte l e s t h c s 可迭代函 数,如 d n i , ied ou tl whl 0等；可递归函数；也可以是任何其他可定义的函数。终止符集t内可以是变量或常量。有时终止符隐含着函数关系，简化起见将它视为无自变量的函数。为()g 5 p的