獨粒鉆石棋的化學反應優化解法

曹建立， 王 泳, 徐 剛

(1.洛陽師范學院數學科學學院， 河南洛陽 471934； 2.武漢光谷現代有軌電車運營有限公司， 湖北武漢 430075; 3. 洛陽師范學院學報編輯部， 河南洛陽 471934)

獨粒鉆石棋的化學反應優化解法

曹建立1， 王 泳2, 徐 剛3

(1.洛陽師范學院數學科學學院， 河南洛陽 471934； 2.武漢光谷現代有軌電車運營有限公司， 湖北武漢 430075; 3. 洛陽師范學院學報編輯部， 河南洛陽 471934)

本文介紹了CRO(ChemicalReactionOptimization)算法的基本原理，并對該算法進行了改進，增加了精英選擇策略，其用Java語言加以實現，并將算法用于求解獨立鉆石棋局問題，之后分析了CRO參數選擇對實驗結果的影響，最后總結了CRO算法的優缺點和適用場景．

化學反應優化算法；獨粒鉆石；精英選擇；Java

1 CRO算法基本思想

在過去的幾十年中， 研究者通過觀察和模仿生物演化活動， 發明了大量的進化算法. 有些算法受到生物基因進化過程的啟發， 如遺傳算法[1](Genetic Algorithm)、 文化基因算法[2](Memetic Algorithm)、 差分進化算法[3](Differential Evolution)； 有些則受到生物種群活動的啟發， 如蟻群算法[4](Ant Colony Optimization)、 粒子群算法[5](Particle Swarm Optimization)； 此外， 還有研究者將模擬對象由生物領域拓展到了非生物領域， 如模擬退火算法[6](Simulated Annealing)源于對物質降溫結晶現象的模擬； 2010年， 受到化學反應原理的啟發， Lam和Li提出了化學反應優化算法[7].

簡單來說， 化學反應遵循兩個規律： 一是能量守恒， 即能量不能被創造， 也不能被消滅， 只能從一種形態轉化成另一種形態， 或在物質之間轉移. 分子結構趨于低能量、 高穩定性的原理. 二是系統的熵(即系統的混亂程度)趨向于增加.

分子包含兩種能量：勢能和動能. 分子的勢能由分子的內部結構決定， 即分子本身包含的能量；……