遗传算法(Genetic Algorithm, GA)是一种模拟自然选择和遗传学机制的搜索启发式算法,广泛应用于优化问题中。它的核心思想来源于达尔文的进化论:适者生存,优胜劣汰。
首先,遗传算法通过初始化种群开始计算,每个个体代表一种可能解。接着,利用选择、交叉(杂交)和变异三种基本操作来迭代更新种群。其中,选择是基于适应度函数挑选优秀个体的过程,就像自然界中的“适者生存”;交叉则模仿生物繁殖,将两个或多个个体的部分特征组合生成新个体;而变异则是随机改变某些基因,增加种群多样性,防止陷入局部最优解。
此外,遗传算法具有全局搜索能力,无需依赖目标函数的具体形式,适合解决复杂非线性问题。但需要注意的是,参数设置如种群规模、交叉率及变异率对结果影响较大,需谨慎调整。
总之,遗传算法以其独特的机制成为解决实际工程问题的强大工具!💪