差分进化算法(Differential Evolution)及其python实现

### 背景:
差分进化算法(Differential Evolution,DE)是一种基于种群的优化算法,旨在解决连续优化问题。DE 最初由 Price 和 Storn 提出,是一种简单但有效的全局优化算法,适用于具有非线性、非光滑特性的优化问题。DE 已被广泛用于参数优化、函数逼近、特征选择等领域。

### 原理:
DE 主要基于个体间的差异来发现全局最优解。其基本思想是通过不断演化种群中的个体,利用变异、交叉和选择操作来搜索最优解。DE 的核心操作包括三个步骤:变异(Mutation)、交叉(Crossover)和选择(Selection)。

1. 变异:随机选择种群中的三个个体,生成一个新个体作为变异向量,计算变异向量与目标个体之间的差异。
2. 交叉:通过控制一个交叉概率,将变异向量和目标个体进行交叉得到新个体。
3. 选择:比较新个体与目标个体的适应度,选择适应度更好的个体作为下一代种群中的成员。

### 实现步骤:
1. 初始化种群:随机生成初始种群。
2. 变异:根据变异策略生成变异向量。
3. 交叉:应用交叉操作生成新个体。
4. 选择:根据适应度函数选出新个体并更新种群。
5. 重复进行变异、交叉、选择操作直至满足停止条件。

### 优缺点:
- 优点:
    - 对参数空间中的局部和全局搜索能力强。
    - 相对简单且易于实现。
    - 收敛速度通常较快。
    - 不需要梯度信息,适用于非光滑、非凸优化问题。

- 缺点:
    - 对于高维问题或复杂约束条件可能收敛较慢。
    - 对于参数敏感的问题需要调整算法参数。
    - 在处理高维、多峰优化问题时可能陷入局部最优解。

### 相关应用:
差分进化算法已在多个领域得到广泛应用,包括但不限于:
- 函数优化:求解最优化问题的参数。
- 控制优化:调整控制参数以优化系统性能。
- 特征选择:选择最优特征以提高分类或回归模型性能。
- 训练神经网络:优化神经网络的权重和偏置参数。


差分进化算法是一种强大的全局优化算法,能够有效应对各种优化问题。通过灵活调整参数和策略,DE 在实际问题中取得了许多成功应用,并成为优化领域不可或缺的工具之一。通过不断改进和扩展,DE 算法将继续发挥重要作用,为解决实际问题提供更多有效的解决方案。
 

以下是使用差分进化算法优化 SVM 超参数的 Python 代码示例:

from sklearn.svm import SVC
from sklearn.datasets import load_iris
from sklearn.model_selection import train_test_split
from sklearn.metrics import accuracy_score
import numpy as np
from scipy.optimize import differential_evolution

# Load the iris dataset
data = load_iris()
X = data['data']
y = data['target']

# Split the data into training and testing sets
X_train, X_test, y_train, y_test = train_test_split(X, y, test_size=0.2, random_state=42)

# Define the objective function to optimize SVM hyperparameters
def objective_function(params):
    C, gamma = params
    model = SVC(C=C, gamma=gamma)
    model.fit(X_train, y_train)
    y_pred = model.predict(X_test)
    accuracy = accuracy_score(y_test, y_pred)
    return -accuracy  # Minimize the negative accuracy

# Define the search space for C and gamma
bounds = [(0.1, 100.0), (0.0001, 1.0)]

# Run the differential evolution algorithm to optimize SVM hyperparameters
result = differential_evolution(objective_function, bounds, maxiter=100)

# Print the optimized hyperparameters
best_C, best_gamma = result.x
print("Optimized SVM hyperparameters:")
print("C =", best_C)
print("gamma =", best_gamma)

# Train the SVM model with the optimized hyperparameters
best_model = SVC(C=best_C, gamma=best_gamma)
best_model.fit(X_train, y_train)
y_pred = best_model.predict(X_test)
accuracy = accuracy_score(y_test, y_pred)
print("Accuracy with optimized hyperparameters:", accuracy)

本文来自互联网用户投稿,该文观点仅代表作者本人,不代表本站立场。本站仅提供信息存储空间服务,不拥有所有权,不承担相关法律责任。如若转载,请注明出处:http://www.mzph.cn/pingmian/39945.shtml

如若内容造成侵权/违法违规/事实不符,请联系多彩编程网进行投诉反馈email:809451989@qq.com,一经查实,立即删除!

相关文章

rillflow运行时,跳转子应用时,页面循环自动刷新

rill-flow-ui执行运行完毕,生成如下运行url,http://110.108.190.18:8080/选中执行,跳转子应用循环自动刷新,debugger发现主应用在和微应用的默认地址建立链接失败, 改为运行 http://localhost:8080/,即可和…

excel表格如何换行,这几个操作方法要收藏好

Excel表格作为一款强大的数据处理工具,在日常工作和生活中被广泛应用。当需要在单元格内显示较长的文本内容或使数据更加清晰易读时,我们需要掌握一些换行技巧。下面将介绍几种常用的Excel换行方法: 一、使用快捷键换行 1、首先,…

iSDF改进优化笔记

《iSDF: Real-Time Neural Signed Distance Fields for Robot Perception》论文提出了一种实时神经签名距离场(SDF)重建的方法,该方法在多个方面表现优异。然而,仍有一些潜在的改进空间: 1. 扩展实验范围 更多数据集和…

openresty lua用Redis的Stream解决消息订阅问题

使用 Redis Streams 解决消息订阅和消费的问题,可以避免在订阅模式下的连接管理问题。下面是如何使用 OpenResty 和 Redis Streams 实现类似的功能。 配置 nginx.conf 确保你的 nginx.conf 文件中配置了 Lua 模块和 Redis 集群的连接信息: http {lua_…

暑假学习DevEco Studio第一天

学习目标: 掌握构建第一个ArkTS应用 学习内容: 容器的应用 创建流程 点击file,new-> create project 点击empty ->next 进入配置界面 点击finsh,生成下面图片 这里需要注意记住index.ets ,这是显示页面 –…

五款免费可视化利器分享,助力打造数字孪生新体验!

在当今数据驱动的时代,可视化工具已成为各行各业不可或缺的助手。它们不仅能帮助我们更好地理解和分析数据,还能以直观、生动的方式呈现复杂信息,提升沟通和决策效率。本文将为大家介绍五款免费的可视化工具,总有一款适合你。 一…

selenium 获取请求头cookie信息

在做接口测试如登陆接口过于复杂,可以先使用UI自动化把cookie保存在本地供接口测试使用 import time from selenium import webdriver from selenium.webdriver.chrome.options import Optionsdef get_seeion():# 创建Chrome浏览器的Options对象chrome_options Op…

如何做好企业品牌推广,看这篇文章就够了

在当今竞争激烈的市场环境中,品牌推广策略与方式成为企业成功的关键。因为相比起企业,消费者会更愿意为品牌买单。那么企业如何将品牌推广做好呢?今日投媒网与您分享。 1.明确品牌定位与目标受众 一切推广活动的起点在于清晰的品牌定位。首先&#xf…

苹果ios安卓apk应用APP文件怎么修改手机APP显示的名称

当我们安装了一款 APP后,该 APP的名称可能就是我们看到的名称,那么我们可以通过修改手机 APP显示的名称来修改该 APP文件的名称,那么具体怎么操作呢?下面就给大家来介绍一下。 首先我们进入手机上的应用商店,然后在搜…

SolrCloud Autoscaling 自动添加副本

SolrCloud Autoscaling 自动添加副本 前言 问题描述 起因是这样的,我在本地调试 Solr 源码(版本 7.7.3),用 IDEA 以 solrcloud 方式启动了 2 个 Solr 服务,如下所示: 上图的启动参数 VM Options 如下&am…

RocketMQ实战:一键在docker中搭建rocketmq和doshboard环境

在本篇博客中,我们将详细介绍如何在 Docker 环境中一键部署 RocketMQ 和其 Dashboard。这个过程基于一个预配置的 Docker Compose 文件,使得部署变得简单高效。 项目介绍 该项目提供了一套 Docker Compose 配置,用于快速部署 RocketMQ 及其…

美国商超入驻细节全面曝光,电竞外设产品的国际化浪潮即将席卷全球

近年来,随着电子竞技(简称电竞)行业的蓬勃发展,电竞外设产品也逐渐成为消费者关注的热点。近期,一系列美国商超入驻细节的全面曝光,预示着电竞外设产品的出海风潮即将到来。 电竞行业迅速崛起,全球市场规模年均增长超1…

ResNet50V2

🍨 本文为🔗365天深度学习训练营 中的学习记录博客🍖 原作者:K同学啊 一、ResNetV1和ResNetV2的区别 ResNetV2 和 ResNetV1 都是深度残差网络(ResNet)的变体,它们的主要区别在于残差块的设计和…

Spring Security在企业级应用中的应用

Spring Security在企业级应用中的应用 大家好,我是免费搭建查券返利机器人省钱赚佣金就用微赚淘客系统3.0的小编,也是冬天不穿秋裤,天冷也要风度的程序猿!今天我们将探讨如何在企业级应用中应用Spring Security,这是保…

美业系统实操:手机App如何查看员工业绩?美业门店管理系统Java源码分享

在当今竞争激烈的美业市场中,有效的管理对于提高效率、增强客户体验和推动业务增长至关重要。美业管理系统通过其各种功能和优势,成为现代美业企业不可或缺的利器。 ▶下面以博弈美业进行实操-手机App端如何查看员工业绩? 1.店主登录手机端…

不是大厂云用不起,而是五洛云更有性价比

明月代维的一个客户的大厂云境外云服务器再有几天就到期了,续费提醒那是提前一周准时到来,但是看到客户发来的续费价格截图,我是真的没忍住。这不就是在杀熟吗?就这配置续费竟然如此昂贵?说实话这个客户的服务器代维是…

关于vue3的一些前端面试题

1.ref() 响应式对象顶级响应式对象,可以在模板中直接使用不用添加 .value,可以直接使用ref() 对像更新,Vue会自动检测更新,然后更新Dom深层次的对象也可以是响应式,也会被追踪shallowRef() 是ref的浅层次表现,深层次的…

Ollama+OpenWeb UI搭建最简单的大模型交互界面

Open WebUI是一个专为大型语言模型(LLMs)设计的Web用户界面。这个界面提供了一个直观、响应迅速且易于使用的平台,使用户能够与本地运行的语言模型进行交互,就像与云服务中的模型交互一样。可以非常方便的调试、调用本地模型。你能…

贴片电阻:01A、01B、01C、01D分别是什么意思?

贴片电阻的识别方法: 1、数字索位标称法 (一般矩形片状电阻采用这种标称法) 数字索位标称法就是在电阻体上用三位数字来标明其阻值。它的第一位和第二位为有效数字,第三位表示在有效数字后面所加“0”的个数.这一位不会出现字母。例如&…

测试开发面试题和答案

Python 请解释Python中的列表推导式(List Comprehension)是什么,并给出一个示例。 答案: 列表推导式是Python中一种简洁的构建列表的方法。它允许从一个已存在的列表创建新列表,同时应用一个表达式来修改或选择元素。…