在遗传算法中选择父代进行交叉操作？

Question

首先，这是一份作业的一部分。

我正在尝试实现遗传算法。我对选择交叉亲代感到困惑。

根据我的笔记（显然有问题），以下是示例操作：

1. 交叉可能性 * 种群大小 = 预计交叉的染色体数（如果不是偶数，则四舍五入到最接近的偶数之一） 2. 对于每个染色体，选择在范围 [0,1] 内的随机数，如果此数小于交叉可能性，则将该染色体选择为交叉配对。

但是，在应用第二步时，所选染色体数等于第一步中找到的结果。由于随机性，这并不总是保证的。

因此，这没有任何意义。我搜索了选择交叉亲代的方法，但我发现的都是交叉技术（单点，切割等）以及如何在所选的亲代之间进行交叉（对此我没有问题）。我只是不知道应该选择哪些染色体进行交叉。有什么建议或简单的示例吗？

- previous_developer

Answer 1

你可以这样实现：

对于每个新的子代，你通过随机概率决定它是否由交叉产生。如果是，则选择两个父母，例如通过轮盘赌选择或锦标赛选择。这两个父母生成一个子代，然后你用变异概率突变它并将其添加到下一代中。如果不是，则只选择一个“父母”进行克隆，用概率突变并将其添加到下一个种群中。

我注意到一些其他观察结果，并希望发表评论。我经常看到“染色体”这个词，但它应该是“个体”。你几乎从来没有选择染色体，而是完整的个体。染色体只是解决方案的一部分。可能是挑剔，但解决方案不是染色体。一个解决方案是一个由多个染色体组成的个体，染色体则由基因组成，这些基因以等位基因的形式表现出它们的表达方式。通常，个体只有一个染色体，但混淆术语仍然不好。

此外，我注意到你标记了遗传编程，这基本上只是遗传算法的一种特殊类型。在遗传编程中，你把树作为染色体，它可以代表数学公式或计算机程序。不过，你的问题似乎并不是关于遗传编程的。

- Andreas

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一种特殊类型的进化算法，但同意。 - Matej Kolec'ko

Answer 2

这个回答有些晚了，但希望能对未来的某个人有所帮助。即使两个染色体没有成对（并产生后代），它们也会在下一代中传递（不经过交叉互换），但是在一些突变后（受概率影响）。另一方面，如果两个染色体成对，则它们将为下一代产生两个子孙（替代原始的两个父母）。因此，这就是为什么两个世代中染色体数保持不变的原因。

- Suranga Deshapriya