12、跨领域启发式生成方法：构建与扰动启发式策略

跨领域启发式生成方法：构建与扰动启发式策略

1. 引言

超启发式框架旨在实现跨领域搜索，但通常依赖特定领域的低级别启发式方法。在某些领域，可用的启发式方法数量有限，对于新问题甚至可能不存在启发式方法。为解决这一问题，我们提出了两种自动生成建设性和扰动性低级别启发式方法的通用方法。

超启发式方法“启发式选择启发式”，最初是为了提高搜索方法的通用性而引入的，它在求解器空间而非解空间进行搜索。其开发的动机是希望产生一种比特定问题定制方法更便宜、更易于使用的方法，同时能在适当的时间内为最终用户提供可接受质量的解决方案。

典型的超启发式框架引入了领域障碍，将选择启发式的通用算法与特定领域的低级别启发式方法分开。高级启发式方法的成功很大程度上受可用低级别启发式方法的数量和质量影响。低级别启发式方法通常是手工设计的，依赖直觉或人类专业知识，并且与特定的问题表示相关，因此不同领域的低级别启发式方法难以迁移。对于新问题领域，开发合适的低级别启发式方法仍然是一个挑战。

我们的目标是引入一种跨领域的启发式生成方法，该方法可以在多个领域中无需修改地使用，生成的启发式方法则针对单个领域进行专门化。我们采用基于图的表示方法，因为它可以表示广泛的实际问题。我们描述了两种使用语法进化生成低级别启发式方法的方法，分别用于生成建设性和扰动性启发式方法。

2. 相关工作

早期超启发式研究主要集中在高级控制启发式的开发上，近期则更多关注低级别启发式方法本身。低级别启发式方法可分为建设性和扰动性两类。建设性启发式方法从无到有构建解决方案，而扰动性启发式方法则修改现有解决方案。

典型的生成建设性启发式方法包括遗传编程（GP）和语法进化（GE