Matlab中的两点交叉

Question

在 Matlab 中实现两点交叉的最佳方法是什么？两点交叉描述为here。请注意，在我的应用程序中，我无法在任何地方拆分列表。它们按四个分组，因此允许拆分列表的位置（染色体）是 4、8、12 等等（这是因为我的应用程序是线性遗传编程问题）。

我试过这个，但它不起作用，因为有时我得到的染色体有许多不能被四整除的元素。我需要帮助弄清楚如何让它发挥作用。

function newPopulation = Crossover( population, p )

newPopulation = population;

for i=1:2:length(population)
    if p < rand
        [newPopulation{i}, newPopulation{i+1}] = PerformCrossover( newPopulation{i}, newPopulation{i+1} );
    end
end

end

function [newChromosome1, newChromosome2] = PerformCrossover( c1, c2 )
    l1 = length(c1)/4;
    l2 = length(c2)/4;

    i1 = 4*sort( randperm( l1, 2 ) )-[3 4];
    i2 = 4*sort( randperm( l2, 2 ) )-[3 4];

    newChromosome1 = [ c1( 1:l1<i1(1) ) c2( i2(1):i2(2) ) c1( 1:l1>i1(2) ) ];
    newChromosome2 = [ c2( 1:l2<i2(1) ) c1( i1(1):i1(2) ) c2( 1:l2>i2(2) ) ];
end

EDIT. 似乎有些混乱。我想要我的代码描述的交叉版本。在此代码中，每个染色体的片段长度不同。这意味着我在进行交换时会改变染色体的大小，这是有意的。 McMa 的评论中提供了进一步的解释。

Answer 1

保持一切原样，因为它已经优化，并更正：

i1 = 4*sort( randperm( l1, 2 ) )-[3 3];
i2 = 4*sort( randperm( l2, 2 ) )-[3 3];

newChromosome1 = [ c1( 1:i1(1) ) c2( i2(1)+1:i2(2)-1 ) c1( i1(2):end ) ];
newChromosome2 = [ c2( 1:i2(1) ) c1( i1(1)+1:i1(2)-1 ) c2( i2(2):end ) ];

Answer 2

使用单个 randperm() 而不使用混合参数应该可以工作：

function [newChromosome1, newChromosome2] = PerformCrossover( c1, c2 )

    len=floor(min(length(c1),length(c2))/4);

    xOver=4*sort(randperm(len,2));

    newChromosome1=[c1(1:xOver(1)),c2(xOver(1)+1:xOver(2)),c1(xOver(2)+1:end)];
    newChromosome2=[c2(1:xOver(1)),c1(xOver(1)+1:xOver(2)),c2(xOver(2)+1:end)];
end

这将是可被 4 整除的段的 2 点交叉。

另外，xOver=4*sort(randperm(len-1,2)); 将排除 randperm() 返回最大值 len 的可能性，这将导致较小向量仅发生 1 点交叉

Answer 3

我不确定您是否正确理解了 randperm 函数。 此外，2 点交叉通常不限于长度可被 4 整除的染色体。

恕我直言，最简单的方法是绘制两个随机数来定义您的交叉点并存在于 [1，chromiumLength] 范围内。不仅仅是简单地交换这些点之间的信息。我认为您不需要 randperm 函数...

% use randi(n) that gives a random integer in the range [0,n]
% create the first crossover point pos1 in the interval [1, chromosomelength-1]
% create the second crossover point pos2 in the interval [pos1+1, chromosomeLength)]

newChromosome1 = [ c1( 1 : pos1-1 ) ) c2( pos1 : pos2-1 ) c1( pos2 : chromosomeLength ) ];
newChromosome2 = [ c2( 1 : pos1-1 ) ) c1( pos1 : pos2-1 ) c2( pos2 : chromosomeLength ) ];

此外，您可能会处理 pos1 获取值 1 的情况，因为 c1( 1 : 1-1 ) 会导致异常