我应该使用什么交叉方法来交叉遗传算法中的Postfix表达式？

Question

我正在构建一个项目，其主要目标是使用6个给定数字和主要运算符（+， - ，*，/）找到给定数字（如果可能，否则最接近可能）。想法是使用给定的数字和运算符，以反向抛光（后缀）表示法随机生成表达式，因为我发现它最容易生成和计算。那些表达是我的遗传算法的人口中的个体。这些表达式在Java中具有字符串ArrayList的形式，其中字符串既是运算符又是操作数（给定的数字）。

这里的主要问题是，交叉这些人的最佳方法是什么（实际上是后缀表达式）？现在我正在考虑交叉表达式，这些表达式是由给出的所有六个操作数（以及5个操作符）组成的。后来我可能也会用较少的操作数（5,4,3,2也只有1）来表达这些表达式，但我想我应该首先解决这个问题，因为最复杂的情​​况（如果你认为以不同的方式开始可能是一个更好的主意，我可以接受任何建议。所以，问题在于每个表达式都是由给定的所有操作数组成的，并且子表达式也应包含所有操作数。我知道这需要某种有序的交叉（经常用于像TSP这样的问题），我读了很多关于它的内容（例如here，其中描述了多种方法），但我并不是很清楚在我的情况下哪一个最好（我也知道在遗传算法中有很多＆＃39;试验和错误＆＃39;过程，但我在这里谈论别的东西）

我说的是打扰我，是运营商。如果我只有一个操作数列表，那么跨越2个这样的列表就不会有问题，例如从1个​​父节点中取出一个半元素的随机子数组，并用父节点2中剩余的元素填充其余的元素。订单喜欢它。但是在这里，如果我从第一个父表达式中获取表达式的前半部分，我肯定必须用剩余的操作数填充子表达式，但是我应该如何处理运算符？从父2中取出它们就像其余的操作数一样（但是我必须要注意，因为为了在后缀表达式中使用运算符，我需要至少有1个操作数，并且检查所有时间可能都很耗时，或者没有？），或者我可以为子表达式的其余部分生成随机运算符（但那不是纯粹的交叉，那么，是吗？）

谈到交叉时，也有变异，但我想我已经解决了。我可以采用表达式并执行变异，我只需要切换2个操作数，或者使用表达式并随机更改1个或多个运算符。为此，我有一些想法，但交叉是真正困扰我的。

所以，这几乎总结了我的问题。就像我说的，主要的问题是如何交叉，但如果你对程序有任何其他的建议或问题（可能更容易表达表达式 - 其他然后字符串列表 - 这可能更容易/更快交叉，也许我没有＆和在这里提到，它并不重要，甚至可能是解决这个问题的全新方法？），我很乐意听到它们。我没有在这里提供任何代码，因为我不认为它需要回答这个问题，但是如果你认为它会有所帮助，我肯定会编辑以解决这个问题。再一次，主要的问题是回答如何交叉，问题的这个特定部分（想法或伪代码预期，虽然代码本身也很棒：D），但如果你认为我需要更改一些东西，或者你知道我的整个问题的其他解决方案，随便说。

提前致谢！

Answer 1

有两种方法可以想到：

方法＃1

将每个基因组编码为固定长度表达式，其中奇数索引是数字，偶数索引是运算符。对于变异，您可以稍微更改数字和/或更改运算符。

优点：

• 非常简单的代码

缺点：

• 必须创建一个中缀解析器
• 固定长度表达式

方法＃2

将每个基因组编码为语法树。例如，4 + 3 / 2 - 1相当于Add(4, Subtract(Divide(3, 2), 1))，如下所示：

   _____+_____
   |         |
   4     ____-____
         |       |
       __/__     1
       |   |
       3   2

然后当越过时，从每棵树中挑选一个随机节点并交换它们。对于变异，您可以添加，删除和/或修改随机节点。

优点：

• 可能会找到更好的结果
• 可变长度表达式

缺点：

• 增加时间复杂度
• 添加编程复杂性

以下是第二种方法的示例：

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