基于遗传算法求解折扣{0-1}背包问题的研究 被引量：64

1

作者 贺毅朝 王熙照 +2 位作者 李文斌 张新禄 陈嶷瑛 《计算机学报》 EI CSCD 北大核心 2016年第12期2614-2630,共17页

目前,求解折扣{0-1}背包问题(D{0-1}KP)的主要算法是基于动态规划的具有伪多项式时间的确定性算法,当D{0-1}KP实例中各项的价值系数与重量系数在大范围内取值时缺乏实用性.文中基于杰出者保留策略遗传算法(EGA)求解D{0-1}KP,首先建立了D... 目前,求解折扣{0-1}背包问题(D{0-1}KP)的主要算法是基于动态规划的具有伪多项式时间的确定性算法,当D{0-1}KP实例中各项的价值系数与重量系数在大范围内取值时缺乏实用性.文中基于杰出者保留策略遗传算法(EGA)求解D{0-1}KP,首先建立了D{0-1}KP的两个新的数学模型;然后,为了利用EGA和第一数学模型求解D{0-1}KP,提出了一种处理非正常编码个体的贪心修复与优化算法GROA,并将其与EGA相结合给出了求解D{0-1}KP的第一遗传算法FirEGA;紧接着,利用EGA和第二数学模型求解D{0-1}KP,提出了处理非正常编码个体的另一种有效算法NROA,并将其与EGA相结合给出了求解D{0-1}KP的第二遗传算法SecEGA;最后,利用四类大规模D{0-1}KP实例,确定了FirEGA和SecEGA的交叉概率与变异概率的合理取值,比较了两个算法的实际求解性能.对四类实例的计算结果表明:FirEGA和SecEGA都非常适于求解大规模的难D{0-1}KP实例,均能够得到一个近似比非常接近于1的近似解,并且FirEGA的平均求解性能比SecEGA的更优. 展开更多

关键词 折扣{0-1}背包问题 遗传算法 非正常编码个体 贪心策略 修复与优化

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求解0-1背包问题的混合贪婪遗传算法 被引量：14

2

作者 陈桢 钟一文 林娟 《计算机应用》 CSCD 北大核心 2021年第1期87-94,共8页

求解0-1背包问题(KP)的最优解的时候,传统遗传算法(GA)的局部求精能力不足而简单局部搜索算法的全局探索能力有限,针对上述问题,将这两个算法整合并提出了混合贪婪遗传算法(HGGA)。在GA全局搜索框架下增加局部搜索模块,并改进传统仅基... 求解0-1背包问题(KP)的最优解的时候,传统遗传算法(GA)的局部求精能力不足而简单局部搜索算法的全局探索能力有限,针对上述问题,将这两个算法整合并提出了混合贪婪遗传算法(HGGA)。在GA全局搜索框架下增加局部搜索模块,并改进传统仅基于物品价值密度的修复算子,增加基于物品价值的贪婪混合选项,从而加速寻优过程。HGGA一方面引导种群在进化的优质解空间中展开精细搜索,另一方面依靠GA的经典操作算子开拓全局搜索空间,从而达到算法求精能力和开拓能力的良好平衡。HGGA分别在三组数据上做了测试,结果表明在第一组15个测试用例中的12个上,HGGA能够百分百找到最优解,成功率达到80%;在第二组小规模数据集上,HGGA的性能明显好于其他同类GA和其他元启发算法;在第三组大规模数据集上,HGGA较其他元启发式算法具有更好的稳定性和高效性。 展开更多

关键词 0-1背包问题 混合贪婪遗传算法 求精能力 求泛能力 混合贪婪算子 局部搜索

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求解0-1背包问题的改进排挤遗传算法 被引量：8

3

作者 刘文涛 胡家宝 《计算机工程与设计》 CSCD 北大核心 2011年第6期2150-2153,2158,共5页

提出了两种用于求解0-1背包问题的改进排挤遗传算法PFCGA和GCGA,PFCGA使用惩罚函数和排挤操作使算法能够比较稳定地求得最优解,GCGA把排挤遗传和贪婪算法相结合,对种群中非法染色体表示的不可行解进行修复使其变为可行解,对非优可行解... 提出了两种用于求解0-1背包问题的改进排挤遗传算法PFCGA和GCGA,PFCGA使用惩罚函数和排挤操作使算法能够比较稳定地求得最优解,GCGA把排挤遗传和贪婪算法相结合,对种群中非法染色体表示的不可行解进行修复使其变为可行解,对非优可行解进行修正使其尽量靠近最优解,GCGA在保证求解精度的前提下加快求解速度。通过仿真实验和比较分析结果表明,PFCGA和GCGA能够获得很高的求解精度和正确率,是求解0-1背包问题的有效算法。 展开更多

关键词 遗传算法 排挤 0-1背包问题 惩罚函数 贪婪算法

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基于贪婪策略整体分布优化算法的0-1背包问题求解 被引量：3

4

作者 薛翠平 刘静宜 肖冬 《东北师大学报（自然科学版）》 CAS CSCD 北大核心 2015年第2期53-57,共5页

提出了一种思想简单且可用于0-1背包问题求解的基于贪婪策略整体分布优化算法.该算法首先随机产生一个初始种群,经贪婪策略将种群变成价值相对较高的可行解,保留本次最优解;然后以最优解为中心,用柯西分布产生新的种群,经贪婪策略将新... 提出了一种思想简单且可用于0-1背包问题求解的基于贪婪策略整体分布优化算法.该算法首先随机产生一个初始种群,经贪婪策略将种群变成价值相对较高的可行解,保留本次最优解;然后以最优解为中心,用柯西分布产生新的种群,经贪婪策略将新种群变成相对价值较高的可行解,再保留本次最优解,重复以上过程,达到最大迭代次数,求出问题的全局最优解;最后,对不同规模的问题进行了实验.结果表明:该算法在求解0-1背包问题上是有效的,比遗传算法、贪婪算法具有更强的寻优能力. 展开更多

关键词 0-1背包问题 整体分布优化算法 贪婪策略 价值密度

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折扣{0-1}背包问题的简化新模型及遗传算法求解 被引量：9

5

作者 杨洋 潘大志 +1 位作者 刘益 谭代伦 《计算机应用》 CSCD 北大核心 2019年第3期656-662,共7页

当前折扣{0-1}背包问题(D{0-1}KP)模型将折扣关系作为一个新的个体,导致求解过程必需采取修复法对个体编码进行修复,求解方式较少。针对求解方法单一的问题,通过改变模型中二进制的编码表达方式,提出折扣关系不在个体编码中的表达方法... 当前折扣{0-1}背包问题(D{0-1}KP)模型将折扣关系作为一个新的个体,导致求解过程必需采取修复法对个体编码进行修复,求解方式较少。针对求解方法单一的问题,通过改变模型中二进制的编码表达方式,提出折扣关系不在个体编码中的表达方法。首先,设定对任意折扣关系,当且仅当所涉及个体编码值同时为1(即其乘积为1)时,折扣关系成立,据此建立简化折扣{0-1}背包问题(SD{0-1}KP)模型;然后,针对SD{0-1}KP模型,基于杰出者保留策略(EGA),结合贪心策略(GRE),提出改进遗传算法——第一遗传算法(FG);最后,再结合罚函数法,提出求解SD{0-1}KP高精度罚函数法——第二遗传算法(SG)。结果表明,SD{0-1}KP能够完全覆盖D{0-1}KP问题领域,与FirEGA相比,所提出的两类算法在求解速度方面优势明显,且SG算法首次引入罚函数法,有效地丰富了该问题的求解算法。 展开更多

关键词 简化折扣{0-1}背包问题 贪婪策略 近似计算 数学模型 遗传算法

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基于贪心策略的遗传算法求解0-1背包问题 被引量：4

6

作者 单小军 吴素萍 《计算机应用与软件》 CSCD 2010年第12期238-239,260,共3页

介绍了基于贪心思想的改进遗传算法,并用该算法解决0-1背包问题,试验数据证明该算法能有效求解0-1背包问题,而且比原遗传算法效率高。

关键词 0-1背包 遗传算法 贪心策略

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求解0-1背包问题的混合蝙蝠算法 被引量：12

7

作者 万晓琼 张惠珍 《计算机应用研究》 CSCD 北大核心 2019年第9期2579-2583,共5页

针对基本蝙蝠算法易陷入局部最优、收敛速度慢等缺点,对其进行优化研究。基于0-1背包问题的具体特征,在基本蝙蝠算法原有概念和框架的基础上,引入遗传算法中的交叉机制以及反置算子建立全新的位置转移方式和局部搜索规则;加入贪心策略... 针对基本蝙蝠算法易陷入局部最优、收敛速度慢等缺点,对其进行优化研究。基于0-1背包问题的具体特征,在基本蝙蝠算法原有概念和框架的基础上,引入遗传算法中的交叉机制以及反置算子建立全新的位置转移方式和局部搜索规则;加入贪心策略进行解的可行化和充分利用,增强局部搜索能力,加快算法收敛速度,构建全新的混合蝙蝠算法。将混合蝙蝠算法应用于两组0-1背包算例,仿真实验结果优于自适应元胞粒子群算法、基本蝙蝠算法和贪心二进制蝙蝠算法。结果验证了该混合算法求解0-1背包问题的可行性和有效性。 展开更多

关键词 0-1背包问题 蝙蝠算法 遗传算法 反置算子 贪心策略

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改进修复策略遗传算法求解折扣{0-1}背包问题 被引量：12

8

作者 杨洋 潘大志 贺毅朝 《计算机工程与应用》 CSCD 北大核心 2018年第21期37-42,132,共7页

第一遗传算法(FirEGA)在求解折扣{0-1}背包问题(D{0-1}KP)过程中对非正常编码的修复未能较好运用物品折扣关系,影响修复效果,导致求解结果不理想。针对该问题,对FirEGA中的贪心修复与优化算法(GROA)进行修正:传统贪心修复按照价值密度... 第一遗传算法(FirEGA)在求解折扣{0-1}背包问题(D{0-1}KP)过程中对非正常编码的修复未能较好运用物品折扣关系,影响修复效果,导致求解结果不理想。针对该问题,对FirEGA中的贪心修复与优化算法(GROA)进行修正:传统贪心修复按照价值密度对项进行选取,当出现同一项集中两个项均被选取时,文中不再选取价值密度较大项,而是选择价值较大项,得到处理非正常编码个体的新的贪心修复优化算法(NGROA)。在FirEGA中采用NGROA,构成求解D{0-1}KP新的第一遗传算法(NFirEGA)。最后,利用NFirEGA求解四类大规模D{0-1}KP问题,结果表明,NFirEGA在求解精度上明显优于FirEGA。 展开更多

关键词 折扣{0-1}背包问题 非正常编码个体 遗传算法 贪心策略 修复与优化

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差分进化帝王蝶优化算法求解折扣{0-1}背包问题 被引量：22

9

作者 冯艳红 杨娟 +1 位作者 贺毅朝 王改革 《电子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第6期1343-1350,共8页

帝王蝶优化算法(Monarch Butterfly Optimization,MBO)是一种新颖的群体智能算法,自从提出就在实际优化问题上表现出很好的性能.但是,帝王蝶优化算法的迁移算子采用随机选择两个个体来生成新个体,并没有记忆整个种群的最优解,容易造成... 帝王蝶优化算法(Monarch Butterfly Optimization,MBO)是一种新颖的群体智能算法,自从提出就在实际优化问题上表现出很好的性能.但是,帝王蝶优化算法的迁移算子采用随机选择两个个体来生成新个体,并没有记忆整个种群的最优解,容易造成全局最优帝王蝶搜索经验的丢失.根据MBO寻优过程的内在机制以及差分进化算法的变异算子能够利用个体间的差异信息,将MBO分别与目前性能最优、应用范围最广的7种差分进化(Differential Evolution,DE)变异策略相结合,实验验证了7种不同算法的性能.基于性能最优的DE/best/2/bin变异模式,提出了一种差分进化帝王蝶优化算法(Monarch Butterfly Optimization Algorithm with Differential Evolution,DEMBO),使得算法能够记忆种群最优解并实现种群内部信息的充分共享,达到既加快收敛速度又提高解的精度的目的.在30个典型折扣{0-1}背包问题(D{0-1}KP)实例上进行了一系列实验,实验结果表明:(1)DEMBO能够在时间复杂度不变的条件下,显著提高算法的求解精度和收敛速度;(2)DEMBO在求解所有D{0-1}KP实例时,均能够获得一个近似比非常接近1的近似解. 展开更多

关键词 折扣{0-1}背包问题 差分进化 帝王蝶优化算法 贪心修复策略 近似比

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变异蝙蝠算法求解折扣{0-1}背包问题 被引量：19

10

作者 吴聪聪 贺毅朝 +2 位作者 陈嶷瑛 刘雪静 才秀凤 《计算机应用》 CSCD 北大核心 2017年第5期1292-1299,共8页

针对确定性算法难于求解规模大、数据范围广的折扣{0-1}背包问题(D{0-1}KP),提出了基于蝙蝠算法的快速求解D{0-1}KP的变异蝙蝠算法(MDBBA)。首先,利用双重编码解决D{0-1}KP的编码问题;其次,将贪心修复与优化算法(GROA)应用于蝙蝠个体适... 针对确定性算法难于求解规模大、数据范围广的折扣{0-1}背包问题(D{0-1}KP),提出了基于蝙蝠算法的快速求解D{0-1}KP的变异蝙蝠算法(MDBBA)。首先,利用双重编码解决D{0-1}KP的编码问题;其次,将贪心修复与优化算法(GROA)应用于蝙蝠个体适应度计算中,使算法快速得到有效解;然后,选择使用差分演化(DE)的变异策略提高算法的全局寻优能力;最后,蝙蝠个体按一定概率进行Lévy飞行,增强算法探索能力和跳出局部极值的能力。对四类大规模实例的仿真计算表明:MDBBA非常适于求解大规模的D{0-1}KP,比第一遗传算法(FirEGA)和双重编码蝙蝠算法(DBBA)求得的最优值和平均值都更优,MDBBA收敛速度明显快于DBBA。 展开更多

关键词 折扣{0-1}背包问题 蝙蝠算法 差分演化 Lévy飞行 贪心策略 非正常编码

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求解0-1背包问题的混沌二进制乌鸦算法 被引量：11

11

作者 刘雪静 贺毅朝 +1 位作者 吴聪聪 李靓 《计算机工程与应用》 CSCD 北大核心 2018年第10期173-179,共7页

针对离散空间的最优化问题,提出了二进制乌鸦算法,并在初始解中利用Chebyshev映射产生两种混沌序列优化乌鸦的初始解,保证个体的初始位置在整个搜索空间均匀分布;然后,为快速有效地求解0-1背包问题,引入贪心修复与优化策略处理非正常编... 针对离散空间的最优化问题,提出了二进制乌鸦算法,并在初始解中利用Chebyshev映射产生两种混沌序列优化乌鸦的初始解,保证个体的初始位置在整个搜索空间均匀分布;然后,为快速有效地求解0-1背包问题,引入贪心修复与优化策略处理非正常编码个体,得到基于混沌理论的二进制乌鸦算法(chaotic binary crow search algorithm,CBCSA)。仿真实验表明,CBCSA具有良好的全局寻优能力和收敛速度,能快速求得最优解,且混沌序列的第一映射方式比第二映射方式性能更佳。 展开更多

关键词 乌鸦算法 混沌 贪心策略 CHEBYSHEV映射 0-1背包问题

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基于差分演化策略的混沌乌鸦算法求解折扣{0-1}背包问题 被引量：11

12

作者 刘雪静 贺毅朝 +2 位作者 路凤佳 吴聪聪 才秀凤 《计算机应用》 CSCD 北大核心 2018年第1期137-145,181,共10页

针对确定性算法难于求解的各项的重量系数和价值系数在大范围内取值的折扣{0-1}背包问题(D{0-1}KP),提出了基于差分演化策略的混沌乌鸦算法(DECCSA)。首先,采用混沌映射生成初始乌鸦种群;然后,采用混合编码方式和贪心修复与优化策略(GR... 针对确定性算法难于求解的各项的重量系数和价值系数在大范围内取值的折扣{0-1}背包问题(D{0-1}KP),提出了基于差分演化策略的混沌乌鸦算法(DECCSA)。首先,采用混沌映射生成初始乌鸦种群;然后,采用混合编码方式和贪心修复与优化策略(GROS)解决了D{0-1}KP的编码问题;最后,引入差分演化策略提高算法的收敛速度。对4类大规模D{0-1}KP实例的计算结果表明:DECCSA比遗传算法、细菌觅食算法和变异蝙蝠算法求得的最好值和平均值更优,能得到最优解或更好的近似解,非常适于求解D{0-1}KP。 展开更多

关键词 乌鸦算法 折扣{0-1}背包问题 混沌 贪心修复与优化策略 差分演化策略

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基于细菌觅食算法求解折扣{0-1}背包问题的研究 被引量：8

13

作者 刘雪静 贺毅朝 +1 位作者 吴聪聪 才秀凤 《计算机工程与应用》 CSCD 北大核心 2018年第2期155-162,共8页

折扣{0-1}背包问题(D{0-1}KP)是新型的0-1背包问题。提出了基于细菌觅食算法(BFO)求解D{0-1}KP的方法,首先描述了D{0-1}KP的两个数学模型,然后将BFO分别与两个数学模型相结合,即细菌个体分别采用二进制向量和四进制向量的编码方法,并利... 折扣{0-1}背包问题(D{0-1}KP)是新型的0-1背包问题。提出了基于细菌觅食算法(BFO)求解D{0-1}KP的方法,首先描述了D{0-1}KP的两个数学模型,然后将BFO分别与两个数学模型相结合,即细菌个体分别采用二进制向量和四进制向量的编码方法,并利用贪心策略优化初始解和修复非正常编码个体,给出了求解D{0-1}KP的FirBFO和SecBFO算法。对四类实例的计算结果表明,FirBFO和SecBFO都非常适于求解大规模的D{0-1}KP实例,能得到最优解或近似比接近1的近似解。 展开更多

关键词 折扣{0-1}背包问题 细菌觅食算法 贪心策略 修复与优化

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求解0/1背包问题的离散差分进化算法 被引量：15

14

作者 苗世清 高岳林 《小型微型计算机系统》 CSCD 北大核心 2009年第9期1828-1830,共3页

0/1背包问题是实际中经常遇到的一类经典NP难组合优化问题.针对0/1背包问题,提出一种融合贪婪变换的离散差分进化算法.该算法中通过模2运算来实现变异操作;为了满足约束上限,融合了贪婪变换;为了防止早熟,采用了在进化若干代后重新初始... 0/1背包问题是实际中经常遇到的一类经典NP难组合优化问题.针对0/1背包问题,提出一种融合贪婪变换的离散差分进化算法.该算法中通过模2运算来实现变异操作;为了满足约束上限,融合了贪婪变换;为了防止早熟,采用了在进化若干代后重新初始化种群的策略.经数值实验表明,该算法在求解0/1背包问题时是可行的,有效的,比单纯的贪婪算法,融合贪婪变换的粒子群优化算法及融合贪婪变换的遗传算法更加稳健,良好. 展开更多

关键词 0/1背包问题 差分进化算法 遗传算法 粒子群优化 贪婪变换

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改进型遗传蚁群混合算法求解0/1背包问题 被引量：3

15

作者 王娜 向凤红 毛剑琳 《计算机工程与应用》 CSCD 2013年第9期54-56,80,共4页

针对原有的遗传蚁群混合算法收敛速度慢、运行时间长等缺陷,提出了一种新混合算法,该算法从蚁群中选取部分优良个体采用遗传算法寻优,所选个体数目随迭代次数自适应变化,同时,对算法中的交叉、变异操作以及赋值等方面进行了一些改进。... 针对原有的遗传蚁群混合算法收敛速度慢、运行时间长等缺陷,提出了一种新混合算法,该算法从蚁群中选取部分优良个体采用遗传算法寻优,所选个体数目随迭代次数自适应变化,同时,对算法中的交叉、变异操作以及赋值等方面进行了一些改进。仿真结果表明,该算法在搜索能力、收敛速度以及程序运行时间方面都有明显的提高,由此证明了该算法的有效性。 展开更多

关键词 0 1背包问题 遗传算法 蚁群算法 混合方式 算法策略

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遗传算法求解0/1背包问题的综述 被引量：11

16

作者 乐天 《浙江海洋学院学报（自然科学版）》 CAS 2013年第1期71-74,共4页

背包问题是一种组合优化问题,有很多类型,如多维背包问题等,本文讨论的0/1背包问题是背包问题中最原始最基本的类型。遗传算法在求解背包问题上已经显示了巨大优势。本文分析了遗传算法求解0/1背包问题存在的主要问题,在总结分析近6年... 背包问题是一种组合优化问题,有很多类型,如多维背包问题等,本文讨论的0/1背包问题是背包问题中最原始最基本的类型。遗传算法在求解背包问题上已经显示了巨大优势。本文分析了遗传算法求解0/1背包问题存在的主要问题,在总结分析近6年的相关文献基础上,提出了未来研究方向,为遗传算法求解0/1背包问题提供参考。 展开更多

关键词 遗传算法 0 1背包问题 贪婪算法

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计及VSC-HVDC的交直流系统负荷恢复优化 被引量：7

17

作者 陈祺炜 蒋平 +1 位作者 仇晨光 程锦闵 《广东电力》 2018年第1期68-73,共6页

对计及VSC-HVDC的交直流系统故障后负荷恢复问题进行研究,首先建立计及VSC-HVDC的稳态潮流模型。以最大可恢复负荷容量和负荷重要度为目标函数,以考虑频率特性的稳态潮流约束和VSC参数作为约束条件,建立单目标多约束的0-1背包问题。利... 对计及VSC-HVDC的交直流系统故障后负荷恢复问题进行研究,首先建立计及VSC-HVDC的稳态潮流模型。以最大可恢复负荷容量和负荷重要度为目标函数,以考虑频率特性的稳态潮流约束和VSC参数作为约束条件,建立单目标多约束的0-1背包问题。利用线性规划松弛法,在仅考虑交直流系统频率稳定这一约束条件下,将模型松弛为一维约束背包问题,将求解结果作为遗传算法的初始种群,进行二次寻优并得到最优的负荷恢复方案。新英格兰10机39节点算例表明,该方法适用于复杂的交直流系统,并且能够解决遗传算法收敛速度慢、易陷入局部最优解的弊端。 展开更多

关键词 电压源换流器直流输电 负荷恢复 优化策略 遗传算法 0-1背包

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