詳細解釋
基因演算法(Genetic Algorithm, GA)是模擬生物進化過程的優化算法,通過選擇、交叉、變異迭代尋找最優解。
核心機制:
- 編碼:問題解表示為基因串
- 種群:多個解的集合
- 適應度:評估解的好壞
- 選擇:適者生存,優秀解繁殖
- 交叉:兩解基因交換產生後代
- 變異:隨機改變部分基因
優勢:
- 全局搜索:不易陷入局部最優
- 無梯度:適用不可導問題
- 並行:種群可並行評估
- 通用:適用各種優化問題
應用:
- 排程優化:生產計劃、路線規劃
- 結構設計:工程結構拓撲優化
- 神經網絡:神經架構搜索搜尋架構
- 遊戲AI:策略優化
- 組合優化:旅行商問題
局限:
- 收斂慢:需大量迭代
- 參數敏感:種群大小、變異率等
- 理論分析困難
- 連續優化不如梯度方法
與深度學習的結合:
- 優化網絡架構
- 超參數搜尋
- 權重初始化