求解TSP问题的离散型差分进化算法

差分进化算法简介差分进化算法是一种优化算法，源于遗传算法，通过模拟生物进化的过程来解决优化问题。

它不同于传统的遗传算法，是基于个体间的差异性来实现优化的。

差分进化算法的原理差分进化算法的基本原理是通过在候选解向量上进行简单算术运算来生成新的解向量，并通过比较这些解向量的适应度来更新种群。

差分进化算法包括三个关键步骤:1. 初始化种群: 初始种群是随机生成的一组解向量。

2. 变异操作: 通过选择多个解向量，并对它们进行简单算术运算来产生新的解向量。

3. 交叉和选择: 通过比较原解向量和新解向量的适应度来决定是否更新种群。

差分进化算法的优势1.不需要求导: 差分进化算法不需要求解目标函数的梯度，适用于解决非线性、非光滑和高维优化问题。

2.全局最优: 由于其能够维持种群的多样性，因此差分进化算法往往可以找到全局最优解。

3.较少参数设置: 差分进化算法相对于其他优化算法来说，参数配置相对较少，并且对初始参数不敏感。

差分进化算法的应用差分进化算法被广泛应用于各种领域，包括工程优化、机器学习、信号处理等。

1. 工程优化: 在电力系统、通信网络、管道设计等领域，差分进化算法被用来优化系统设计和参数。

2. 机器学习: 在神经网络训练、特征选择、模型调优等方面，差分进化算法常用于搜索最优解。

3. 信号处理: 在图像处理、语音识别、生物信息学等领域，差分进化算法被应用于信号处理和数据分析。

结论差分进化算法作为一种优化算法，通过模拟生物进化的过程，能够有效地解决各种优化问题。

其独特的优势使其在工程、机器学习、信号处理等领域广泛应用。

未来随着算法的不断改进和扩展，差分进化算法将发挥更大的作用，为解决复杂问题提供新的解决方案。

参考文献1.Storn, R., & Price, K. (1997). Differential evolution—a simple and efficient heuristic for global optimization over continuous spaces. Journal of global optimization, 11(4), 341-359.2.Das, S., & Suganthan, P. N. (2011). Differential evolution: a survey of the state-of-the-art. IEEE Transactions on evolutionary computation, 15(1), 4-31.。

TSP问题的几种常用求解算法比较旅行商问题（Traveling Salesman Problem， TSP）是典型的组合优化问题，很多优化问题都可以直接或间接的转为为TSP问题，而且TSP问题已被证明具有NPC计算复杂性，有很大的求解难度，因此研究TSP问题的求解方法有着很大的实际意义。

本文旨在介绍求解TSP的几种常用解法，并结合实例比较这些算法的性能，为TSP的求解提供一些参考。

1 TSP问题描述TSP问题的数学表述为：一个有穷的城市集合C={C1，C2，…，Cm}，对于每一对城市Ci，Cj∈C有距离d（Ci，Cj）∈R+。

问：经过C中所有城市的旅行路线，记为序列，是否存在最小的正数B，对所有可能的序列都有2 TSP问题几种常用求解方法TSP问题有着很多求解算法，主要有。

2.1 贪婪算法贪婪算法[2]（Greedy algorithm）是求解大规模TSP问题的常用算法之一，是一种求解优化问题的简单、迅速的求解办法。

贪婪法有限考虑当前情况下最优的优化测度，自顶向下，逐步迭代，具有算法简单，耗时短的特点。

但贪婪算法的求解结果往往不是最优的，甚至可能与全局最优解间有不小的差距。

2.2 模拟退火算法模拟退火（Simulated Annealing，SA）算法是求解TSP问题的有效方法之一，容易编程实现，求解速度快。

模拟退火是一种全局优化算法，加入了随机状态模型，使算法以概率选择的方式逼近最优状态，其收敛性可以得到严格的理论证明。

模拟退火算法具有一整套完整的退火搜索计划，包括足够高的初始温度、缓慢的退火速度、大量的迭代次数及足够的概率扰动[3]。

2.3 遗传算法遗传算法（Genetic Algorithm，GA）是一种常用的智能算法，具有全局搜索能力，对TSP问题有良好的效果。

遗传算法是由Michigan大学的J.Holland教授于1975年提出，算法通常由编码、个体适应度评估和遗传运算三部分构成，其中遗传运算包括染色体复制、交叉、变异和倒位等[4]。

第４４卷　第６Ａ期２０１７年６月计算机科学ＣＯＭＰＵＴＥＲ　ＳＣＩＥＮＣＥＶｏｌ．４４Ｎｏ．６ＡＪｕｎｅ　２０１７本文受广西自然科学基金资助项目（０８３２０８４）资助。

陈建荣（１９８２－），男，硕士，助理研究员，主要研究方向为计算智能、数据挖掘等，Ｅ－ｍａｉｌ：ｃａｒｌ２０４＠１６３．ｃｏｍ；陈建华（１９８２－），男，硕士生，主要研究方向为计算智能、数据挖掘等（通信作者）。

求解ＴＳＰ问题的离散捕鱼策略优化算法陈建荣１　陈建华２（右江民族医学院　百色５３３０００）１　（右江区新型农村合作医疗管理中心　百色５３３０００）２摘　要　针对典型离散优化问题旅行商问题，提出了一种离散捕鱼策略优化算法。

结合ＴＳＰ问题的特点，首先给出渔夫个体的离散编码方法，并在此基础上提出相异集和交换操作的基本概念；然后对渔夫个体之间的距离进行重新定义，并对渔夫个体的几种搜索策略进行重新描述；最后在ＴＳＰＬＩＢ标准库中选取３个算例对算法进行性能测试。

数值仿真实验结果表明，对于求解ＴＳＰ问题，离散捕鱼策略优化算法具有求解精度高、稳定性好、运行速度快等优点，为求解ＴＳＰ问题提供了一种可行的新选择。

关键词　离散，捕鱼策略，优化算法，旅行商问题中图法分类号　ＴＰ１８ 文献标识码　Ａ　Ｄｉｓｃｒｅｔｅ　Ｆｉｓｈｉｎｇ　Ｓｔｒａｔｅｇｙ　Ｏｐｔｉｍｉｚａｔｉｏｎ　Ａｌｇｏｒｉｔｈｍ　ｆｏｒ　ＴＳＰＣＨＥＮ　Ｊｉａｎ－ｒｏｎｇ１　ＣＨＥＮ　Ｊｉａｎ－ｈｕａ２（Ｙｏｕｊｉａｎｇ　Ｍｅｄｉｃａｌ　Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ　ｆｏｒ　Ｎａｔｉｏｎａｌｉｔｉｅｓ，Ｂａｉｓｅ　５３３０００，Ｃｈｉｎａ）１（Ｎｅｗ　Ｒｕｒａｌ　Ｃｏｏｐｅｒａｔｉｖｅ　Ｍｅｄｉｃａｌ　Ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ　Ｃｅｎｔｅｒ，Ｂａｉｓｅ　５３３０００，Ｃｈｉｎａ）２　Ａｂｓｔｒａｃｔ　Ｔｈｅ　ｃｌａｓｓｉｃａｌ　ｆｉｓｈｉｎｇ　ｓｔｒａｔｅｇｙ　ｃａｎ　ｏｎｌｙ　ｓｏｌｖｅ　ｔｈｅ　ｏｐｔｉｍｉｚａｔｉｏｎ　ｐｒｏｂｌｅｍ　ｏｎ　ａ　ｃｏｎｔｉｎｕｏｕｓ　ｄｏｍａｉｎ，ｂｕｔ　ｔｈｅｒｅ　ｉｓ　ｎｏｒｅｌａｔｉｖｅ　ｒｅｓｅａｒｃｈ　ｏｎ　ｄｉｓｃｒｅｔｅ　ｄｏｍａｉｎ．Ｔｏ　ｓｏｌｖｅ　ｔｒａｖｅｌｉｎｇ　ｓａｌｅｓｍａｎ　ｐｒｏｂｌｅｍ，ａ　ｄｉｓｃｒｅｔｅ　ｆｉｓｈｉｎｇ　ｓｔｒａｔｅｇｙ　ｏｐｔｉｍｉｚａｔｉｏｎ　ａｌｇｏ－ｒｉｔｈｍ　ｗａｓ　ｐｒｅｓｅｎｔｅｄ．Ａｎ　ｅｆｆｉｃｉｅｎｔ　ｄｉｓｃｒｅｔｅ　ｅｎｃｏｄｉｎｇ　ｍｅｔｈｏｄ　ｗａｓ　ｇｉｖｅｎ　ｗｉｔｈ　ｔｈｅ　ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ　ｏｆ　ＴＳＰ，ａｎｄ　ｂａｓｅ　ｏｎ　ｔｈｉｓ，ｔｈｅ　ｂａｓｉｃ　ｃｏｎｃｅｐｔｓ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｄｉｓｔｉｎｃｔ　ｓｅｔ　ａｎｄ　ｔｈｅ　ｅｘｃｈａｎｇｅ　ｏｐｅｒａｔｉｏｎｓ　ｗａｓ　ｐｕｔ　ｆｏｒｗａｒｄ．Ａ　ｎｅｗ　ｄｉｓｔａｎｃｅ　ｆｏｒｍｕｌａ　ｗａｓ　ｇｉｖｅｎａｎｄ　ｔｈｅ　ｓｅｖｅｒａｌ　ｓｅａｒｃｈ　ｓｔｒａｔｅｇｙ　ｈａｓ　ｒｅｄｅｓｃｒｉｐｔｉｏｎ．Ｔｈｅ　ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔ　ｒｅｓｕｌｔｓ　ａｂｏｕｔ　ＴＳＰ　ｆｏｒｍ　ＴＳＰＬＩＢ　ｉｎｄｉｃａｔｅ　ｔｈａｔ　ｔｈｅ　ａｌ－ｇｏｒｉｔｈｍ　ｓｈｏｗｓ　ｈｉｇｈ　ａｃｃｕｒａｃｙ，ｓｔａｂｉｌｉｔｙ　ａｎｄ　ｑｕｉｃｋｌｙ．Ａｎｄ　ｉｔ　ｐｒｏｖｉｄｅｓ　ａ　ｎｅｗ　ｃｈｏｉｃｅ　ｔｏ　ｓｏｌｖｅ　ＴＳＰ．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ　Ｄｉｓｃｒｅｔｅ，Ｆｉｓｈｉｎｇ　ｓｔｒａｔｅｇｙ，Ｏｐｔｉｍｉｚａｔｉｏｎ　ａｌｇｏｒｉｔｈｍ，ＴＳＰ　１　引言捕鱼策略优化算法［１］（Ｆｉｓｈｉｎｇ　Ｓｔｒａｔｅｇｙ　Ｏｐｔｉｍｉｚａｔｉｏｎ　Ａｌ－ｇｏｒｉｔｈｍ）是受到渔夫在江面上撒网捕鱼的行为习惯启发而提出的一种群智能优化算法。

求解TSP问题一种混合进化算法王晓萍;王宇平【摘要】进化算法是解决优化问题的一种新型方法.与现存的优化算法相比,这种方法有几个优点:它不仅能用于非线性函数,还通常能以概率收敛到全局最优解.基于一种新的变异算子和局部搜索技术,提出了一个求解旅行商问题的的新的进化算法.新的进化算子可以保证约束条件自动满足,局部搜索技术简单易行.另外,对迭代方法做了收敛性分析,给出了收敛的必要条件和充分条件.并进行了计算机模拟.结果表明本文算法是有效的,是一种适用于很多类型组合优化问题的有效方法.【期刊名称】《西安文理学院学报（自然科学版）》【年(卷),期】2014(017)002【总页数】4页(P34-37)【关键词】组合优化;进化算法;变异算子;旅行商问题【作者】王晓萍;王宇平【作者单位】西安文理学院软件学院,西安710065;西安电子科技大学理学院数学系,西安710065【正文语种】中文【中图分类】O221.7组合优化在计算机科学、控制理论等诸多领域起着举足轻重的作用.但遗憾的是，它们中的许多问题是NP 困难的.自从Hopfield 和 Tank 在1985年提出用神经网络来解决组合优化问题以来，不少人沿着这个方向已做了许多有益的探索.概括起来，现存的组合优化神经网络有两个相同的特征.其一是组合优化问题通过Hopfield 类型的神经网络被转换为用二次能量函数表示的非约束模拟优化问题；其二是约束全被转换为二次罚函数以作为二次能量函数的一部分[1-2].由于这些运算法则可用Hopfield 型网络实现，我们称之为Hopfield 方法.Xu 在1994 年提出的Hybrid LT 方法(a Hybrid of Lagrange and Tansfomation Approaches)不再限于以上两个特征.它把约束分为两部分，即用Lagrange 方法来处理线性约束和把二值约束转化为罚函数或障碍函数.Lao、Shan和Xu[3]已经证明Hybrid LT 法比Hopfield 网络方法更优越，它拥有更快的收敛速度和性能更好的有效解.然而，Xu提出的罚函数及由它导出的算法有一些缺陷，本文改进了原算法,确保经Hybrid LT 方法处理的组合优化问题与原问题在同一点取得最优值.进而，本文讨论了Xu未讨论的收敛性问题，给出了其必要条件和充分条件，在理论上说明了其可行性.旅行商问题(Traveling Salesman Problem：简称TSP)的数学模型可以写成如下形式：,,Cb：vij=0 or 1,i,j=1,…,N.另外，标准线性指派问题和K-连通图问题也可以写成类似形式 [4].因此模型(1)有着广泛的应用背景.模型(1)的最小值受制于两部分：其一是线性等式约束，我们把这种约束记为和，称之为线性常量和约束.其二是任一变量只取值0或1.我们记之为Cb，称之为二值约束.令用Lagrange法及障碍函数将问题(1)写成如下的无约束优化问题:其中，V={vij|i=1,…,N,j=1,…,N}，先忽略，即只考虑行约束，则相当于式可变为：令=0，在Vk处可得=0，整理后可得其中若记)，并将公式(5)写成迭代公式，则迭代公式变为显然上迭代公式可以保证 .算法1(混合进化算法)(1)产生初始种群POP(0)，设种群规模为M，令t=0.(2)进化运算：对种群中任意一个个体|i=1,…,N,j=1,…,N}，为记号简单，不妨将记为，对其做变异运算：，其中公式的各量由公式(6)到(8)计算.(3)局部搜索：若不为整数，则先取，其中为最接近于的整数，并令Uk+1={uk+1|i=1,…,N,j=1,…,N}，再定义如下：按均匀分布随机产生一个数p∈(0,1)，若p>0.5，则令，否则，令，取与中好的一个作为Vk的变异后代Vk+1.(4)若终止条件成立，则停止，否则，k=k+1，转(2).注：取M=10,终止条件为迭代50代，算法终止.定理1(必要条件) 若迭代(8)收敛到问题的解V*，p为正常数，βk→0,qk→+,且(k→+)，βkqk≤1，那么当V(k)充分靠近V*(k充分大)时，有：证明若V(k)收敛到V*，那么对于充分小的ε>0存在k0>0，使得k>k0时有<ε，不妨取M)}，其中m,M分别为的下界和上界.下面证明有界：因V*每行每列只有一个元素为1，其余全为0，则有只有一个趋于1,其余趋于0.，即有界.因为与qk等价，不妨取≤βkqk≤1(k≥1)则可知时,时,所以证毕.定理2(充分条件) V*为原问题的解,p为正常数,βk单调减小趋于零,qk单调正增加趋于正无穷大,且(k→+)，∃R>0,r>0及V*的某个邻域U(V*,δ)，使当V(0)∈U(V*,δ)时，有时；时其中R,r满足<δ，则迭代局部收敛于V*.证明由必要条件的证明可知,有界,即存在 m,M,有m≤≤M .设V*的邻域,∀,有时,时,由归纳法可证明,∀k≥1,只要βk充分小,当1<δ时，均有.可知迭代局部收敛.证毕.本文提出的混合进化算法是一种具有加大可能性收敛到全局最优解的一种算法.它确保满足线性常量和约束成立.同时，本文从理论上揭示了算法是有效的，且对于一般的组合优化问题局部收敛，计算机模拟的结果也验证了算法的有效性.【相关文献】[1] HOPFIELD J J,TANK D W.Neural computation of decisions in optimization problems[J].Biological Cybernetics,1995，51：141-152.[2] CICHOCKI A,UNBEHAUEN R.Neural networks for optimization and signal processing[M].Chichester,Weley,1993.[3] XU binatorial optimization neural nets based on a Hybrid of Lagrange and Transformation approaches[J].Proc.of World Congress on Neural Networks,San Diego,USA,1994,2:399-404.[4] XU L.On the Hybrid LT combinatoral optimization:New U—shape barrier,Sigmoid activation[M].Least leaking energy and maximum entropy,1994.[5] LAU K M,CHAN S M,XU parison of the Hopfield scheme and the Hybrid ofLagrange and Transformation approaches for solving the traveling salesman problem,Proc.of International IEEE Symposium on Intelligence in Neural and Biological Systems[M].May 29-31,1995,Washington DC,IEEE Computer Society Press,1995：209-218.[6] 袁亚湘,孙文瑜.最优化理论与方法[M].北京：科学出版社，1997.。

模拟退火算法模拟退火算法来源于固体退火原理，将固体加温至充分高,再让其徐徐冷却，加温时，固体内部粒子随温升变为无序状，内能增大，而徐徐冷却时粒子渐趋有序，在每个温度都达到平衡态，最后在常温时达到基态,内能减为最小.根据Metropolis准则，粒子在温度T时趋于平衡的概率为e-ΔE/（kT），其中E为温度T时的内能,ΔE为其改变量，k为Boltzmann常数。

用固体退火模拟组合优化问题,将内能E模拟为目标函数值f,温度T演化成控制参数t，即得到解组合优化问题的模拟退火算法：由初始解i和控制参数初值t开始，对当前解重复“产生新解→计算目标函数差→接受或舍弃”的迭代，并逐步衰减t值，算法终止时的当前解即为所得近似最优解，这是基于蒙特卡罗迭代求解法的一种启发式随机搜索过程.退火过程由冷却进度表（CoolingSchedule)控制,包括控制参数的初值t及其衰减因子Δt、每个t值时的迭代次数L和停止条件S。

3.5.1 模拟退火算法的模型模拟退火算法可以分解为解空间、目标函数和初始解三部分。

模拟退火的基本思想：(1) 初始化：初始温度T(充分大)，初始解状态S(是算法迭代的起点)，每个T值的迭代次数L（2）对k=1，……，L做第（3）至第6步:(3) 产生新解S′(4）计算增量Δt′=C(S′)—C（S），其中C(S)为评价函数（5) 若Δt′<0则接受S′作为新的当前解，否则以概率exp（-Δt′/T）接受S′作为新的当前解.(6）如果满足终止条件则输出当前解作为最优解，结束程序。

终止条件通常取为连续若干个新解都没有被接受时终止算法。

(7) T逐渐减少，且T->0，然后转第2步。

算法对应动态演示图：模拟退火算法新解的产生和接受可分为如下四个步骤：第一步是由一个产生函数从当前解产生一个位于解空间的新解；为便于后续的计算和接受，减少算法耗时，通常选择由当前新解经过简单地变换即可产生新解的方法，如对构成新解的全部或部分元素进行置换、互换等,注意到产生新解的变换方法决定了当前新解的邻域结构，因而对冷却进度表的选取有一定的影响。

基于TSP的改进差分进化算法作者：朱宇航伏楠来源：《硅谷》2012年第17期摘要: 针对TSP问题,提出一种改进的差分进化算法:利用贪心算法产生初始种群,定义特有的编码匹配函数进行变异操作,排序法修复变异个体,并采用顺序交叉,在变异操作之后,加入新的选择机制,防止交叉操作破坏变异出的优良个体,实验结果表明改进后的差分进化算法能够高效地解决TSP问题,体现良好的优化性能。

关键词: 差分进化算法;TSP;进化算法0 引言差分进化算法(DE:Differential Evolution)是一种模拟自然进化法则的仿生智能计算方法,在解决复杂的全局优化问题方面,DE的性能更加优秀,过程也更为简单,受控参数少[1],但由于DE 特有的差分操作的限制,DE被成功应用的领域多集中在连续优化领域,在离散优化领域的应用还相对较少[2]。

TSP(旅行商问题)作为典型的离散优化问题,是解决很多实际问题的最终转化形式,同时也是著名的NP难题,在短时间内求出其最优解非常困难,现有解法[3-4]在求解中都各有缺点.因此,研究将DE经过必要的改进后应用于TSP的求解具有重要意义。

1 改进DE算法1.1 编码及匹配函数适应度定义为:负的路径长度,使得路径长度越短,适应度值越大。

1.2 贪婪初始化为提高初始种群的质量,采用贪婪的初始化方法.对于初始种群的每个个体,产生方法如下:step1:初始化待走城市列表List为包含所有城市的列表;step2:随机选择一个城市A作为起点,并将此点作为当前城市T,从List中移除;step3:从List中选择距离城市T最近的城市作为新的当前城市T,并将T从List中移除;step4:判断List是否为空,若是,则结束;若否,则转step3。

1.3 变异及合法化新的变异操作定义如下:1.4 贪婪顺序交叉设交叉概率为cross,产生的随机数为rand.当rand由于每次顺序交叉会产生两个交叉个体,而DE交叉操作中只需要一个交叉个体,因此,为了提高收敛速度,在原顺序交叉基础上,改进算法贪婪选择适应度优的个体作为返回的交叉个体。

离散差分进化算法的具体步骤包括：-概述说明以及解释1.引言1.1 概述离散差分进化算法是一种基于差分进化算法和离散优化问题相结合的算法，它在解决离散型优化问题方面具有较好的优势。

与传统的优化算法相比，离散差分进化算法能够更好地处理离散型问题的搜索空间，具有更强的鲁棒性和全局搜索能力。

本文将详细介绍离散差分进化算法的具体步骤，包括算法的基本原理、具体实现方法以及在实际问题中的应用。

通过对离散差分进化算法的研究和分析，我们可以更好地理解该算法在解决复杂离散型优化问题中的优势和局限性，为进一步的研究和应用提供参考和指导。

1.2 文章结构文章结构部分的内容如下：文章结构包括引言、正文和结论三部分。

在引言部分，我们将对离散差分进化算法进行概述，介绍文章的结构和目的。

在正文部分，将详细介绍离散差分进化算法的概述、步骤和在实际问题中的应用。

在结论部分，将总结离散差分进化算法的优势，展望其未来发展，并得出结论。

通过这样的文章结构，读者可以系统性地了解离散差分进化算法的相关知识和应用。

章结构部分的内容1.3 目的本文的主要目的是介绍离散差分进化算法的具体步骤，以帮助读者更全面地了解这一种求解优化问题的方法。

通过对算法的概述、步骤详解和实际应用的介绍，可以让读者深入了解离散差分进化算法的工作原理和优势。

同时，通过总结离散差分进化算法的优点和展望其未来的发展方向，可以帮助读者更好地应用和理解这一算法。

希望本文能够为学术研究者和工程技术人员提供一些有价值的参考和启示，促进离散差分进化算法在不同领域的进一步应用和研究。

2.正文2.1 离散差分进化算法概述离散差分进化算法是一种基于进化策略的优化算法，它结合了差分进化算法和离散优化技术，旨在解决离散优化问题。

在传统的优化问题中，决策变量是连续的，而在离散优化问题中，决策变量取离散值。

离散差分进化算法通过将差分进化算子应用于离散优化问题，来实现对离散解空间的搜索和优化。

离散差分进化算法的主要特点包括：1. 针对离散优化问题而设计：离散差分进化算法专门针对离散优化问题进行设计，能够有效地处理决策变量为离散值的情况。

求解TSP问题的几种算法比较侯淑静【摘要】The traveling salesman problem (TSP) is an important problem for the classical discrete optimization, which is very important to study the solving algorithm. After the introduction of the greedy algorithm, taboo search algorithm, simulated annealing algorithm, genetic algorithm, the author put forward the corresponding algorithm. Aiming at the four typical examples in the test base, we realized implementation of these algorithms with procedures, and the running time and the results of these algorithms are compared. The results show that the greedy algorithm can draw the solution in a short time, the taboo search algorithm and genetic algorithm have the same effect, and the results of simulated annealing algorithm is better than those of genetic algorithm.%旅行售货商问题(简称TSP )是离散优化的一个经典的重要问题，对求解算法的研究非常重要。

差分进化算法介绍1．差分进化算法背景差分进化(Differential Evolution，DE)是启发式优化算法的一种，它是基于群体差异的启发式随机搜索算法，该算法是Raincr Stom和Kenneth Price为求解切比雪夫多项式而提出的。

差分进化算法具有原理简单、受控参数少、鲁棒性强等特点。

近年来，DE在约束优化计算、聚类优化计算、非线性优化控制、神经网络优化、滤波器设计、阵列天线方向图综合及其它方面得到了广泛的应用。

差分算法的研究一直相当活跃，基于优胜劣汰自然选择的思想和简单的差分操作使差分算法在一定程度上具有自组织、自适应、自学习等特征。

它的全局寻优能力和易于实施使其在诸多应用中取得成功。

2.差分进化算法简介差分进化算法采用实数编码方式，其算法原理同遗传算法相似刚，主要包括变异、交叉和选择三个基本进化步骤。

DE算法中的选择策略通常为锦标赛选择，而交叉操作方式与遗传算法也大体相同，但在变异操作方面使用了差分策略，即：利用种群中个体间的差分向量对个体进行扰动，实现个体的变异。

与进化策略(Es)采用Gauss或Cauchy 分布作为扰动向量的概率密度函数不同，DE使用的差分策略可根据种群内个体的分布自动调节差分向量(扰动向量)的大小，自适应好；DE 的变异方式，有效地利用了群体分布特性，提高了算法的搜索能力，避免了遗传算法中变异方式的不足。

3.差分进化算法适用情况差分进化算法是一种随机的并行直接搜索算法，最初的设想是用于解决切比雪夫多项式问题，后来发现差分进化算法也是解决复杂优化问题的有效技术。

它可以对非线性不可微连续空间的函数进行最小化。

目前，差分进化算法的应用和研究主要集中于连续、单目标、无约束的确定性优化问题，但是，差分进化算法在多目标、有约束、离散和噪声等复杂环境下的优化也得到了一些进展。

4.基本DE算法差分进化算法把种群中两个成员之间的加权差向量加到第三个成员上以产生新的参数向量，这一操作称为“变异”。