3、进化计算与元启发式方法的探索

进化计算与元启发式方法的探索

1. 遗传编程与笛卡尔遗传编程

在进化计算领域，遗传编程是一种强大的工具。它涉及基因的表示和执行方式，在特定的前缀排序中，函数在其参数之前被评估，通过扫描数组的 StackCount 值可以分析基因的树结构，这有助于更轻松地实现条件语句和迭代等流控制机制。

笛卡尔遗传编程（CGP）是由 Miller 等人提出的一种遗传编程技术。它用前馈型网络表示树结构，通过预先在基因型上描述所有节点来优化连接关系，从而解决树结构因遗传操作数量过多而变得过大的膨胀问题，还能通过重用部分树来紧凑地表示树结构。

CGP 网络包含三种节点：输入节点、中间节点和输出节点。例如，一个具有 n 个输入、m 个输出和 r × c 个中间层的 CGP 配置，不允许连接同一列的节点，并且网络被限制为前馈网络。CGP 使用一维数字字符串作为基因型，描述中间节点的功能类型和连接方法以及输出节点的连接方法。通常，所有函数以最大参数作为输入并忽略未使用的连接。

以下是一个 CGP 配置的基因型示例：

0 0 1
1 0 0
1 3 1
2 0 1
0 4 4
2 5 4
2 5 7 3

函数符号编号 0、1、2 和 3 分别对应加法、减法、乘法和除法。例如，第一个节点 0 的输入是输入 0 和输入 1，执行加法运算。需要注意的是，第五个节点的输出未被使用（0 4 4），它是一个内含子（即非编码区域）。

2. 交互式进化计算（IEC）

在解决一些难以通过计算机自动评估的问题时，如设计与房间氛围匹配的桌子或制定