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PHP中的简单遗传算法实现

这是一个相当快速且简单的遗传算法实现，具有通用的基因组和基因组种群。

一些元素，如种群大小、复制到下一代的最优秀基因组的数量、每代新随机基因组的数量和突变率，可以通过依赖注入（使用Pimple）进行配置。

可以通过覆盖Genome和Population类来实现其他自定义。

有关如何使用SimpleGA的示例，请参阅 https://github.com/bartvig/queens-ga

安装

使用composer安装所需的库：composer install。然后您可能需要运行composer dump-autoload -o以使自动加载正常工作。

Composer的安装不在本文档的范围内。

如何运行

这是一个通用实现，不能单独运行。有关如何使用此实现的示例，请参阅 https://github.com/bartvig/queens-ga

配置

这些变量必须在Pimple容器中配置

• population_size：种群中的基因组数量。
• population_random：为每个种群生成多少随机基因组。这可以用来在种群中引入新的随机基因。
• elite_count：复制到下一代的最佳基因组数量。
• mutation_promille：千分率突变率，例如，5%的突变率是50。
• genome：特定基因组实现的生成。这应该返回一个基因组类的新实例。例如（当Pimple容器被调用为$container时）：$container['genome'] = $container->factory(function ($c) { return new \QueensGA\QueensGenome($c); });

此变量可以配置

• evaluate_points：这是一个键值对的关联数组，用于评估基因组。例如，二次方程中的某些点：[ 0 => 0, 2 => 4, 4 => 16 ]。

基因组

基因组是我们试图解决的问题的提议解决方案。

必须覆盖以下函数

Genome::mutate()和Genome::evaluate()什么也不做，必须由要解决的特定问题的实现来覆盖。

mutate()应该通过随机更改一个或多个基因来更改基因组。没有默认的突变。

evaluate()必须评估基因组的适应性 - 基因组越适应，值就越低。0是允许的最小适应性。

可选的覆盖函数

默认情况下，基因组的基因是数组中的元素。这使得交叉和产生后代变得容易，因为我们只需要切片和合并数组。如果您想将基因构造为除数组之外的其他东西，可以覆盖Genome::generate()和Genome::getPart()。

如果您想在每一代或执行完成后输出基因组，可以覆盖Genome::toString()。

种群

通过生成基因组、根据适应性对基因组进行排序、生成新基因组和突变基因组来处理基因组种群。

这个类不需要重写且处理基本功能。 Population::initialize() 根据配置初始化种群。对于每一代新种群，调用 Population::nextGeneration()。此函数执行以下步骤，使用配置中的值

1. 将大多数 elite_count 最适合的基因组复制到下一代。
2. 产生后代。更适合的基因组更有可能被选中进行交配。随机选择两个基因组，并随机选择两个交叉点，为每个父代生成两个半基因组。这些半基因组混合产生两个孩子。
3. 评估整个种群。如果配置了 evaluate_points，则使用这些值来评估基因组。否则，在没有外部值的情况下独立评估基因组。

当一代完成时，可以使用 Population::getFittestGenome() 获取最适合的基因组。