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NSGA-II(Nondominated Sorting Genetic Algorithm II)是一种多目标优化算法,由卡尔扬莫伊·德布(Kalyanmoy Deb)教授于2002年提出。它是基于遗传算法的演化算法,专注于解决具有多个冲突目标的优化问题。" D/ {( S# P+ Q, }, `
这个算法的主要目标是在优化中发现并维护解的前沿(或称为帕累托前沿),即在多个目标函数之间找到没有更好解的解集。NSGA-II通过两个主要的策略来实现这一目标:; w7 Q! ?6 [% U1 H" N' D
$ N* K; f) R/ H# s
1.非支配排序:将解划分为不同的层级,根据解的优劣程度将其分为不同的前沿等级。这个过程能够识别出解的非支配性,即解在目标空间中既不劣于其他解也不与其完全相同。+ ]$ F* N) B- |4 b) ~# E
2.拥挤度距离:用于评估解在前沿中的分布情况。这个指标有助于维持解的多样性,即使在前沿中某些地区拥挤度较高,也能保持解的分布均匀性。) F1 k* `/ V0 B: L$ k& k/ X
6 _- \) D) B8 K7 ZNSGA-II算法通过遗传算法的进化操作(选择、交叉和变异)在解集中不断进化和优化,以逼近或探索帕累托前沿。它在解决多目标优化问题方面表现出色,被广泛应用于工程设计、经济学、资源分配和其他领域中需要平衡多个目标的问题。5 R4 l# A7 k; t4 R9 f7 A. M
! i* q }7 t. ]9 N
; \3 V* E) n/ W! F+ B具体代码如下:
, o) c6 i4 I3 D# i( e1 v; k( S% k) y9 K. k- H! x# U( X$ w% N
5 H1 Q0 g/ C; b
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