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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。$ D7 A; a$ h* j0 Y/ x" e
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:
) c! ^* t1 J) k( F+ q; {0 m6 V" i, ]/ N$ H0 ^
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。& Q/ N: U. g! o
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。# `6 I& W1 ^ C% r, D
( t. f" ?8 b4 M4 q* ~7 gNSGA-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。4 u& ^& J; [. W: e
* T5 R, ~; x q% S Z* [
7 C7 ^# P# c& K. d6 T0 I$ ^
具体代码如下:
& j5 z. R5 y/ a) N- O
1 Q- h/ V, _. c {5 m; f/ z3 |6 t2 z6 q& I' D" |: t t2 t2 Z
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