java遗传算法编程

java遗传算法编程相关知识

• 遗传算法

  1、遗传算法的概念       遗传算法是借鉴生物进化过程而提出的一种算法，这是一种随机化算法，是建立在不确定性基础上的。算法模拟了种群一代一代进化的过程：通过评估函数进行优胜劣汰的选择，通过交叉和变异来模拟生物的进化。优胜劣汰是遗传算法的核心，根据优胜劣汰的策略的不同，算法最终的效果也是不同的。遗传算法将实际问题的解定义为进化对象的个体，对若干个体组成的种群进行选择、交叉（杂交）和变异处理，就这样每次对种群进行一次这样的处理，种群就视为进化了一代，循环往复，只要选择的评估和选择策略合适，若干次进化后种群中就会出现优秀的个体（即问题的近似最优解）。需要注意的是，遗传算法并不是一个具体的算法，它只是一种思想，针对不同的问题，遗传算法的设计都是各不相同的。 2、遗传算法的原理      遗传算法依据是物竞天择，适者生存，说到进化论，就先复习一下初中的生物学知识。基因指的是一个单独的遗传因子，包
• 10分钟搞懂遗传算法

  大自然有种神奇的力量，它能够将优良的基因保留下来，从而进化出更加强大、更加适合生存的基因。遗传算法便基于达尔文的进化论，模拟了自然选择，物竞天择、适者生存，通过N代的遗传、变异、交叉、复制，进化出问题的最优解。遗传算法看似神奇，但实现思路却较为简单。本文先跟大家介绍遗传算法的基本思想，然后用遗传算法来解决一个实际问题，最后给出遗传算法的代码实现和解析。废话不多说，现在就开始吧～ 遗传算法 在开始之前，我们先来了解下遗传算法中的几个概念。 概念1：基因和染色体
• 遗传算法详解（GA）（上）

  遗传算法        照例先给出科学定义：       遗传算法（Genetic Algorithm, GA）起源于对生物系统所进行的计算机模拟研究。它是模仿自然界生物进化机制发展起来的随机全局搜索和优化方法，借鉴了达尔文的进化论和孟德尔的遗传学说。其本质是一种高效、并行、全局搜索的方法，能在搜索过程中自动获取和积累有关搜索空间的知识，并自适应地控制搜索过程以求得最佳解。      再给出相关术语：（各位看看就好，后面都会涉及到，再细说）基因型(genotype)：性状染色体的内部表现；表现型(phenotype)：染色体决定的性状的外部表现，或者说，根据基因型形成的个体的外部表现；进化(evolution)：种群逐渐适应生存环境，品质不断得到改良。生物的进化是以种群的形式进行的。适应度(fitness)：度量某个物种对于生存环境的适应程度。选择(selection)：以一定的概率从种群
• C++ 遗传学SFLA混合蛙跳算法

  蛙跳算法（Shuffled Frog Leading Algorithm）是一种启发式算法，通过启发式函数进行启发式搜索，从而找到组合最优问题的解。他结合了以遗传为基础的memetic算法和以社会行为为基础的粒子群优化算法的优点。也可以说SFLA=SCE+PSO一、问题概念：蛙跳算法的思想是：在一片湿地中生活着一群青蛙。湿地内离散的分布着许多石头，青蛙通过寻找不同的石头进行跳跃去找到食物较多的地方。每只青蛙个体之间通过文化的交流实现信息的交换。每只青蛙都具有自己的文化。每只青蛙的文化被定义为问题的一个解。湿地的整个青蛙群体被分为不同的子群体，每个子群体有着自己的文化，执行局部搜索策略。在子群体中的每个个体有着自己的文化，并且影响着其他个体，也受其他个体的影响，并随着子群体的进化而进化。当子群体进化到一定阶段以后，各个子群体之间再进行思想的交流（全局信息交换）实现子群体间的混合运算，一直到所设置的条件满足为止。二、解决思路：在SFLA中，种群被分为若干个子群（memeplex），每一个子群包括一定数量的青蛙。

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• 2. Java 多线程编程方法 由于本节会涉及到 Java 多线程编程，所以需要你能预先掌握 Java 多线程编程的方法。比如，线程的创建，线程的启动，线程之间的同步和线程之间的通信。在 Java 平台下，创建线程的方法有两种：第一，是创建一个用户自定义的线程类，然后继承 java.leng.Thread 类，同时要覆写它的 run 方法，调用它的 start 方法启动线程。例如：class MyThread extends Thread{ @Override public void run() { super.run(); }}new MyThread().start();第二，是创建一个任务类。首先，实现 Runnable 接口，并且重写它的 run 方法。然后，创建 java.leng.Thread 类的对象，同时将 Runnable 的实例通过 java.lang.Thread 的构造方法传入。最后，调用 java.lang.Thread 的 start 方法启动线程。例如：class MyTask implements Runnable{ @Override public void run() { }}new Thread(new MyTask()).start();
• 4. 运行 Java 程序（传参） 在 Eclipse 中，运行 Java 程序的时候我们可以选择传递参数或作一些设置，这里我们看看如何给我们的 Java 程序传参数。首先，我们添加一些代码，输出我们传入的参数，如下图所示：现在，让我们选择 Run Configurations… 选项，如下图所示：在弹出的运行设置窗口中，我们选择到我们的 HelloWorld 程序，然后选择 Arguments 选项，填写要传的参数，多个参数间使用空格分隔，如下图所示：接着点击 Run，我们将会看到控制台会把我们的参数输出，如下运行结果，如下图所示：
• 1.1 Java 中的编译 在 Java 中，程序不是直接被编译为可执行文件，而是被编译为字节码文件， JVM（Java虚拟机）在运行时执行字节码文件。当我们使用 javac 编译器时，Java 源代码文件被编译为字节码文件，字节码文件以扩展名 .class 的形式保存在磁盘上。当程序运行时，字节码文件将被转换为机器代码，并在内存中执行。总的来说，Java 源代码需要被“转换”两次才能被计算机执行：Java 源代码被编译为字节码：由 javac 前端编译器完成；字节码被编译为机器码：由 JVM 的执行引擎完成。下图描述了一个Java程序从编写到编译，再到执行的步骤：
• 3. Java 非阻塞式 Socket 编程 介绍 Java 非阻塞式 Socket 编程，就得介绍 Java NIO。Java NIO 是 Java New IO API，有时也解释为 Java Non-blocking IO。通过 Java NIO 可以实现 Java 非阻塞 Socket 编程。Java NIO 是 Java 1.4 支持的，它将 Socket 数据流抽象为一个 Channel（管道），Socket 数据读写是通过 Channel实现的，并且提供了 Buffer 机制，提高数据读写的性能。Java NIO 通常用来编写高性能 Java 服务器程序。在 Java 1.7 以后，Java NIO 对磁盘文件处理得到了增强，可以将 Socket I/O 和 文件 I/O 融合在 Java NIO 中。Java NIO 提供的新的类结构如下：类名称功能说明ServerSocketChannel表示服务端 TCP Socket 的监听 Channel。ServerSocketChannel 提供的工厂方法 open，用于创建它的实例；同时它提供了 accept 方法用于在服务器中接收新的客户端连接请求，返回值是 SocketChannel 类的实例。SocketChannelSocketChannel 表示一个 TCP 通信 Channel，可以通过它的 open 方法创建，也可以通过 ServerSocketChannel 的 accept 方法创建。SelectorJava I/O 事件多路复用机制，用于同时监听多个 Channel 的读、写、监听事件SelectionKey用于表示具体的事件对象ByteBuffer通过 SocketChannel 进行数据读写，依赖 ByteBufferServerSocketChannel 和 SocketChannel 同时支持阻塞式和非阻塞式，默认是阻塞式。可以通过如下的方法，打开非阻塞式。// 配置监听 ServerSocketChannel 为非阻塞模式ServerSocketChannel serverChannel = ServerSocketChannel.open();serverChannel.configureBlocking(false);// 配置服务器新建立的 SocketChannel 为非阻塞模式SocketChannel newSock = serverChannel.accept();newSock.configureBlocking(false);SocketAddress serverAddr = new InetSocketAddress("127.0.0.1", PORT);SocketChannel sock = SocketChannel.open(serverAddr);// 配置客户端 SocketChannel 为非阻塞sock.configureBlocking(false);
• Python 编程范式的科普 编程范式是计算机编程的基本风格或典范模式。如果说每个编程者都在创造虚拟世界，那么编程范式就是程序员置身其中采用的世界观和方法论。常见的编程范式包括：面向过程编程面向对象编程编程范型提供了程序员对程序执行的看法：在面向过程编程中，程序员认为程序是一系列相互调用的过程或者函数；在面向对象编程中，程序员认为程序是一系列相互作用的对象；而在函数式编程中一个程序会被看作是一个无状态的函数计算的序列。不同的编程语言也会提倡不同的编程范式，一些语言是专门为某个特定的编程范式设计的。例如，C 支持面向过程编程，Java 支持面向对象编程。Python 编程语言支持多种编程范式，应该在不同的应用场景下，选择合适的编程范式。
• Java 运算符 我们已经学会了如何声明变量和赋值变量。那么你可能想知道如何对它们进行操作。本小节我们学习的运算符就可以对它们进行运算。运算符是一些特殊的符号，它们对一个，两个或多个操作数执行特定的运算，然后返回一个结果。这里的操作数指的就是运算符操作的实体。Java提供了一组丰富的运算符来操作变量。 我们可以将所有Java运算符分为以下几类：算术运算符关系运算符位运算符逻辑运算符赋值运算符其他运算符本小节我们将按照以上分类介绍 Java 中的运算符，并在最后介绍运算符的优先级。

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