蝙蝠算法理解
A. 常见的群体智能算法不包括
有一些并不是广泛应用的群体智能算法,比如萤火虫算法、布谷鸟算法、蝙蝠算法以及磷虾群算法等等。
粒子群算法(particle swarm optimization,PSO)是计算智能领域中的一种生物启发式方法,属于群体智能优化算法的一种,常见的群体智能优化算法主要有如下几类:
设想这样一个场景:一群鸟在随机的搜索食物。在这个区域里只有一块食物,所有的鸟都不知道食物在哪。但是它们知道自己当前的位置距离食物还有多远。那么找到食物的最优策略是什么?最简单有效的就是搜寻目前离食物最近的鸟的周围区域。
Step1:确定一个粒子的运动状态是利用位置和速度两个参数描述的,因此初始化的也是这两个参数;
Step2:每次搜寻的结果(函数值)即为粒子适应度,然后记录每个粒子的个体历史最优位置和群体的历史最优位置;
Step3:个体历史最优位置和群体的历史最优位置相当于产生了两个力,结合粒子本身的惯性共同影响粒子的运动状态,由此来更新粒子的位置和速度。
位置和速度的初始化即在位置和速度限制内随机生成一个N x d 的矩阵,而对于速度则不用考虑约束,一般直接在0~1内随机生成一个50x1的数据矩阵。
此处的位置约束也可以理解为位置限制,而速度限制是保证粒子步长不超限制的,一般设置速度限制为[-1,1]。
粒子群的另一个特点就是记录每个个体的历史最优和种群的历史最优,因此而二者对应的最优位置和最优值也需要初始化。其中每个个体的历史最优位置可以先初始化为当前位置,而种群的历史最优位置则可初始化为原点。对于最优值,如果求最大值则初始化为负无穷,相反地初始化为正无穷。
每次搜寻都需要将当前的适应度和最优解同历史的记录值进行对比,如果超过历史最优值,则更新个体和种群的历史最优位置和最优解。
速度和位置更新是粒子群算法的核心,其原理表达式和更新方式:
每次更新完速度和位置都需要考虑速度和位置的限制,需要将其限制在规定范围内,此处仅举出一个常规方法,即将超约束的数据约束到边界(当位置或者速度超出初始化限制时,将其拉回靠近的边界处)。当然,你不用担心他会停住不动,因为每个粒子还有惯性和其他两个参数的影响。
粒子群算法求平方和函数最小值,由于没有特意指定函数自变量量纲,不进行数据归一化。
B. 元启发式算法和启发式算法有什么区别
启发式算法与元启发式算法对区别在于是否存在“随机因素”。 对一个同样的问题,启发式算法(heuristics)只要给定了一个输入,那么算法执行的步骤就固定下来了,输出也因此固定,多次运算结果保持一致。
而元启发式算法(meta-heuristics)里面包括了随机因素,如GA中的交叉因子,模拟退火中的metropolis准则,这些随机因素也使得算法有一定概率跳出局部最优解而去尝试全局最优解,因此元启发式算法在固定的输入下,而输出是不固定的。
启发式算法(Heuristic Algorigthm)是一种基于直观或经验构造的算法,在可接受的花费(指计算时间、计算空间等)给出待解决优化问题的每一实例的一个可行解,该可行解与与最优解的偏离程度一般不可以事先预计。
启发式算法是一种技术,这种算法可以在可接受的计算费用内找到最好的解,但不一定能保证所得到解的可行性及最优性,甚至大多数情况下无法阐述所得解与最优解之间的近似程度。
元启发式算法(MetaHeuristic Algorigthm)是启发式算法的改进,它是随机算法与局部搜索算法相结合的产物,常见的启发式算法包括遗传算法、模拟退火算法、禁忌搜索算法及神经网络算法等。
新兴的元启发式算法有、粒子群优化算法、差分进化算法,蚁群优化算法、萤火虫算法、布谷鸟算法、和声搜索算法、差分进化算法、随机蛙跳算法、细菌觅食算法、蝙蝠算法的算法等。