【NSGAII】Python实现快速非支配排序多目标遗传算法

多项式变异策略通过遍历每个特征,随机生成变异参数进行调整,并进行边界检查,确保变异后的特征在允许范围内。NSGA-II算法的实现涉及多个文件,实现过程包括快速非支配排序、计算拥挤距离、选择、交叉和变异等关键步骤。最终运行结果可以得到Pareto前沿信息。获取源代码的途径为访问特定链接。
【NSGAII】Python实现快速非支配排序多目标遗传算法
这是一种基于Pareto最优概念的多目标遗传算法,通常被称为快速非支配排序多目标遗传算法(NSGA-II)。在选择操作之前,种群根据个体之间的支配与非支配关系进行排序,并进行分层。同一层的个体通过计算其拥挤距离,以确保Pareto前沿的个体均匀分布,从而保持种群的多样性。精英策略的引入有助于保持父代中的优良个体进入下一代,避免最佳个体丢失,加速种群水平的提高。

NSGA-II算法的编码方式与遗传算法一致,采用实数编码。其选择、交叉和变异策略也与遗传算法相同,但引入了快速非支配排序和计算拥挤距离的特性,使算法能够有效地寻找多个非劣解。快速非支配排序策略通过比较个体之间的支配与非支配关系,将种群分层。计算拥挤距离的概念用于衡量个体在非支配前沿中的稀疏程度,优先保留位于稀疏区域的个体,以维持种群多样性。

为了比较个体的优劣程度,首先使用快速非支配排序算法将个体分层,层数越小的个体越优。对于同一层的个体,拥挤距离越大,则个体越优。这样确保了Pareto前沿的均匀分布,使种群具有更高的多样性。

在选择过程中,采用锦标赛选择策略,随机选择一组个体进行竞争,优先选择优胜者。这种策略有助于保持种群的多样性。在交叉操作中,使用模拟二进制交叉方法(Simulated Binary Crossover, SBX)对每个特征进行交叉,以保持父代个体特征的适当保留。多项式变异策略通过遍历每个特征,随机生成变异参数进行调整,并进行边界检查,确保变异后的特征在允许范围内。

NSGA-II算法的实现涉及多个文件,实现过程包括快速非支配排序、计算拥挤距离、选择、交叉和变异等关键步骤。最终运行结果可以得到Pareto前沿信息。获取源代码的途径为访问特定链接。2024-11-21
mengvlog 阅读 10 次 更新于 2025-07-19 07:52:42 我来答关注问题0
  • NSGA-II算法的实现涉及多个文件,实现过程包括快速非支配排序、计算拥挤距离、选择、交叉和变异等关键步骤。最终运行结果可以得到Pareto前沿信息。获取源代码的途径为访问特定链接。

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    Using Reference-Point-Based Nondominated Sorting Approach, Part I: Solving Problems With Box Constraints》。此外,实验室公布了Python代码,支持NSGA-II和NSGA-III两代版本。上一代C语言的代码在原实验室网站上可获取。关注了另一个关于遗传算法的Python库,名为greatpy,可作为辅助学习资源。

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