智能优化技术:适应度地形理论及组合优化问题的应用
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3.1 中性随机游走

在生物学领域中,关于中性理论的一些研究成果在适应度地形领域得到了关注。Huynen指出在自然界的演化过程中,大量冗余量的存在是一个关键的搜索策略。该研究将RNA(Ribonucleic Acid,核糖核酸)序列映射到RNA二级结构,这个映射中存在着大量的冗余量[3]。研究表明,尽管从统计意义上看,RNA地形非常崎岖,但是中性路径的存在依然可以进行平坦式探索。为了说明中性路径的存在,Huynen[4]等人在RNA二级结构上进行中性游走,以测量中性突变所遇到的新结构的总数,这有助于证明中性突变所发现的新结构的数量是随着时间的推移呈线性增加。

后来,Reidys和Stadler[5]给出了中性随机游走算法的具体实现过程。该过程主要包括:①生成随机解;②生成所有邻居;③选择一个可以使与初始解距离增加的中性邻居。重复该步骤直到该距离不能再增加。具体的算法伪代码如下:

算法3-1:中性随机游走

输入:地形

x0:随机解,walk:中性邻居,d:距离,ξ:中性邻居集。

过程:

whileξξdo

对列表ξ进行随机排序

找到一个yξ,并且满足dx0y)>d

if找到满足条件的ythen

y加入walk

ξ←将y的中性邻居赋给ξ

d=dx0y

else

Φ赋为ξ

end if

end while

return walk