一、遗传算法流程图
交叉过程即存在于上图的”交叉“(crossover)步骤中。
二、多点交叉
多点交叉的原理就是,随机地从父代两个基因型中,选择n个位点进行交换,其中n小于等于父代基因型长度(假设双亲基因长度相同,使用一维数组进行表示),如下图所示:
用Python实现如下:
import random
# 简单的多点交叉算法
def multi_cross(list1, list2, n):
# 假设list1和list2长度相同, n为交叉位点个数
for i in range(n):
pos = random.randint(i, len(list1) - 1) # 保证下一个位点在上一个位点之后
list1[pos], list2[pos] = list2[pos], list1[pos] # 交换数组元素
return list1, list2
for i in range(5):
list1 = [1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8]
list2 = [10, 20, 30, 40, 50, 60, 70, 80]
print(multi_cross(list1, list2, 3))
程序输出(5次不同的交叉结果):
三、均匀交叉
均匀交叉是指,从头到尾遍历双亲的每一个基因位点,每一个位点以概率p交换。在Python中,我们用random.random()方法可以产生一个0,1之间的随机小数,可以方便地模拟“概率”,见如下代码:
import random
def uniform_cross(list1, list2, prob):
# 以概率prob对list1和list2进行均匀交叉
# 假设list1和list2长度相同
for i in range(len(list1)):
val = random.random()
if val <= prob:
list1[i], list2[i] = list2[i], list1[i]
return list1, list2
for i in range(5):
list1 = [1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8]
list2 = [10, 20, 30, 40, 50, 60, 70, 80]
print(uniform_cross(list1, list2, 0.666))
程序输出(5次不同的交叉结果):