13、物理算法：和谐搜索、文化算法与模因算法解析

物理算法：和谐搜索、文化算法与模因算法解析

1. 和谐搜索算法（Harmony Search）

1.1 算法分类

和谐搜索算法（Harmony Search, HS）属于计算智能和元启发式算法领域。

1.2 灵感来源

该算法的灵感源自爵士音乐家的即兴演奏。音乐家们（可能之前从未一起演奏过）通过不断变化快速完善个人即兴演奏，最终达成美妙和谐的演奏效果。

1.3 隐喻

• 每个音乐家对应问题域中候选解决方案的一个属性。
• 每种乐器的音高和音域对应决策变量的边界和约束。
• 音乐家之间的和谐被视为给定时间的一个完整候选解决方案。
• 观众对和谐演奏的审美欣赏代表问题特定的成本函数。音乐家们通过小的变化和即兴创作来寻求和谐，从而改善成本函数。

1.4 策略

该技术的信息处理目标是利用已发现的良好候选解决方案来影响新候选解决方案的创建，以找到问题的最优解。通过逐步随机创建候选解决方案来实现这一目标，每个组件可以从高质量解决方案的记忆中随机抽取、从高质量解决方案的记忆中调整，或者在问题的边界内随机分配。候选解决方案的记忆最初是随机的，使用贪心接受标准，只有当新候选解决方案的目标值有所改善时才接受它，替换现有的成员。

1.5 过程

以下是和谐搜索算法用于最小化成本函数的伪代码：

Input: Pitchnum, Pitchbounds, Memorysize, Consoli