Page 155 - 大数据技术及安全研究

第四章 大数据时代演化算法与进化算法的有关分析

选择何种编码表示有时对算法的性能、效率等产生很大的影响。
②确定适应度函数：适应值是对解的质量的一种度量，它通常依赖于解的行
为与环境（即种群）的关系。一般以目标函数或费用函数的形式来表示。解的适
应值是演化过程中进行选择的唯一依据。

③选择策略的确定：优胜劣汰的选择机制使得适应值大的个体有较高的存活
概率，这是演化算法与一般搜索算法的主要区别之一。不同的选择策略对算法的
性能也有较大的影响。
④控制参数的选取：控制参数主要包括种群的规模、算法执行的最大代数、

执行不同遗传操作的概率以及其他一些辅助性的控制参数。
⑤遗传算子的设计：演化算法中的遗传算子，主要包括繁殖、杂交、变异以
及其他高级操作。
⑥确定算法的终止准则：由于演化计算没有利用目标函数的梯度等信息，所

以在演化过程中，无法确定个体在解空间的位置，从而无法用传统的方法来判定
算法的收敛与否以终止算法。常用的办法是预先规定一个最大的演化代数或算法
在连续多少代以后解的适应值没有什么明显的改进时即终止。
⑦编程上机运行：完成上述工作后，即可按演化计算的算法结构编程，进行

问题求解。由于演化算法的随机性及不确定性等特点，通常要多运行几次才能得
到可靠的解。
应该注意的是，上述基本步骤密切相关，编码方案与遗传算子的设计等是同
步考虑的，有时甚至需要上机运行与算法设计交替进行。

（二）编码表示
设计演化算法的一个重要步骤是，对所解问题的变量进行编码表示，编码表
示方案的选取在很大程度上依赖于问题的性质及遗传算子的设计。通常，在设计
演化算法时，只有两个方面与所求问题有关，即问题的编码表示与适应函数的确

定。根据编码方式的不同，演化算法的编码策略大致可分为二进制编码、实数编
码、有序串编码与结构性编码等。二进制编码就是将原问题的解空间映射到位串
空间上，然后在位串空间上进行遗传操作，结果再通过解码过程还原成其表现型，
以进行适应值的评估。当变量不止一个分量时，我们可以对各分量分别进行编码，

然后合并成一个长串。解码时，根据其对应的子串分别进行解码即可。采用二进
制编码时，一般要先给出求解精度以确定串长。而一旦精度确定后，就很难在算

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