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改进萤火虫算法之一:离散萤火虫算法(Discrete Firefly Algorithm, DFA)

时间:2025-01-07 21:58:06浏览次数:3  
标签:Firefly 迭代 亮度 离散 算法 距离 萤火虫

        离散萤火虫算法(Discrete Firefly Algorithm, DFA)是萤火虫算法的一种重要变种,专门用于解决离散优化问题。

一、基本概念

        离散萤火虫算法将萤火虫算法的基本原理应用于离散空间,通过模拟萤火虫的闪烁行为来寻找全局最优解。在离散空间中,萤火虫的亮度代表解的优劣,较亮的萤火虫吸引较暗的萤火虫向其移动,从而逐步找到更优的解。

二、算法步骤

        (1)初始化:设置算法的基本参数,如萤火虫种群数量、最大迭代次数、光强吸收系数、步长因子等。同时,随机初始化萤火虫的位置,并计算其目标函数值作为各自的初始亮度。

        (2)亮度计算:根据目标函数值计算每个萤火虫的亮度。在离散萤火虫算法中,亮度通常与目标函数值成正比,即目标函数值越大(或越小,取决于问题的性质),亮度越高。

        (3)吸引与移动:根据亮度计算吸引力,较亮的萤火虫吸引较暗的萤火虫向其移动。吸引力与亮度成正比,与距离成反比。在移动过程中,需要保持萤火虫位置的离散性。

        (4)更新位置与亮度:根据吸引力更新萤火虫的位置,并重新计算其亮度。如果萤火虫移动到更优的位置,则更新其亮度为新的目标函数值。

        (5)迭代与收敛:重复上述步骤,直到达到最大迭代次数或满足其他收敛条件。在迭代过程中,萤火虫种群逐渐收敛到全局最优解或近似最优解。

图1 离散萤火虫算法流程图

算法的数学表达

        1. 基本假设与参数

        (1)萤火虫种群:假设有一个由n个萤火虫组成的种群,每个萤火虫代表一个潜在的解。

        (2)亮度:萤火虫的亮度I与其目标函数值f(x)成正比,即I ∝ f(x)。其中,x表示萤火虫的位置(在离散空间中,x为一个二进制向量或其他形式的离散表示)。

        (3)吸引力:萤火虫之间的吸引力β与其亮度成正比,与距离r成反比。吸引力决定了萤火虫移动的距离和方向。

        (4)距离:萤火虫之间的距离r通常采用欧几里得距离或曼哈顿距离等度量方式。在离散空间中,距离可能需要根据具体问题定义。

        (5)参数:包括光强吸收系数γ、步长因子α、最大迭代次数MaxGeneration等。

        2. 亮度变化公式

        萤火虫的亮度随着距离的增加而降低,这可以通过以下公式表示:

        其中:

        I表示萤火虫在距离r处的亮度;

        I_{0}表示萤火虫在

标签:Firefly,迭代,亮度,离散,算法,距离,萤火虫
From: https://blog.csdn.net/lzm12278828/article/details/144994216

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