遗传算法：提高种群质量的交叉方法

提高GA solution质量的交叉方法

1.Adaptive Crossover

  •  Punctuated Crossover 1999
  • Masked Crossover1999
  • Adaptive Uniform Crossover1999
  •  1-bit adaptation1999：可以在均匀交叉和两点交叉中做选择
  • Selective Crossover1999
Yang（2002）描述了交叉算子中的三个适应级别，交叉算子本身在顶层适应，在中间层是交叉概率，交叉或交换位置是最底层。
 
2.Multi-Parent Crossover
 
两个父代染色体很常见，但是多于两个的父代染色体已经被证实可以提高进化效果。尤其在处理multi-modality（多峰）和epistasis（一个基因比其他基因效果明显）问题时。
  • Order of Parents：Sequential Consideration和Simultaneous Consideration
  • Offspring Base：Parent as a Base和Template of Chromosome as a Base
Parent as a Base有3种：
1）Center of Mass Crossover (CMX) 1998：从N个父代染色体中选择m个子代
2）Multi-Parent Feature-Wise Crossover (MFX)  1998：根据m个父代染色体的feature wise information从N个父代染色体中随机生成N个子代
3）Seed Crossover (SX) 1998：将父代根据适应度值进行排序，从N个父代中生成N个子代
 
Template of Chromosome as a Base使用种群中的染色体template（size and encoding）
 
1） Scanning Crossover 1994：从左向右扫描子代，使用那种策略决定哪个父代填充子代基因
2）Diagonal Crossover 1994：类似于N-point crossover，当N>=1时，由N+1个父代生成N+1个子代
3）Multiple Parent Crossover (MPX) 2005：一个基因出现在N个个体的种群中第j个位置的次数决定了这个基因在子代的位置
4）Uni-modal Normal Distribution Crossover (UNDX) 2003：由3个父代染色体的正态分布创建子代
5）SPX (Simplex Crossover) 1998：N个父代使用simplex创建N个子代
6）Parameter-Wise Crossover (PWX)  2007：子代的生成通过交替地从父代中选择基因
7）Triadic Crossover 1994：子代的基因生成首先根据选择的两个父代染色体中相同的基因填充，剩下的基因由第三个父代染色体相对于的位置基因填充
8） VR (Voting Recombination) Crossover 2013：这个交叉算子通过检查N个亲本中的基因是否已经超过一个固定的阈值来为后代选择一个基因。对于低于阈值的基因，使用变异操作
 
交叉操作多个父代染色体的选择是很重要的，因为越多的父代染色体可以导致更大的搜索空间，更高的概率找到全局最优解，同时也导致更大的计算代价。
 
3. Single and Multi-offspring Crossover
交叉算子可以生成1个，2个或者更多的子代。
Single Offspring：所有的交叉算子生成子代的目的是生成一个比父代都好的子代。交叉算子包括：
  • Fusion Crossover 1996：这个算子运用启发式的方法来将有助于生成更好后代的父母的基因转移给子代。
  • Heuristic Crossover 2011：生成一个比父代两个基因都好的染色体，因此更靠近好的适应度的染色体，远离不好适应度的染色体
  • Biased Crossover 1996：使用heuristic selcection

Multiple Offspring：生成很多子代然后选择最好的。

  • LX Crossover [2003], MMAX Crossover [2003], and the Optimized Crossover [2010]生成很多子代选择其中最好的两个。
  • DST1 and DST2 [1996]：2个父代染色体生成4个子代，DST1选择其中最好的两个，DST2选择所有的。
  • CMX, MFX, SX, Simplex [1998], Scanning [1994], and the Diagonal Crossover operators生成与父代相同的子代
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