Haskell:抽象遗传算法

Question

我是Haskell编程世界的新手,我正在研究一种简单的遗传算法,以找到旅行商问题的良好解决方案.我将解决方案表示为Integers上的排列,因此我有这种类型的同义词

type Genome = [Int]

算法本身是一组对解决方案进行操作的函数:

mutation :: Genome -> Genome
selectParents :: [Genome] -> [Genome] -> [Genome]
crossover :: Genome -> Genome -> (Genome, Genome)
selectSurvivors :: [Genome] -> [Genome] -> [Genome]

我不确定我的代码中有多少与我的问题相关,所以请询问是否需要更多详细信息.值得一提的一件事是上面的类型签名实际上是简化的,我实际上是使用State monad来携带一个StdGen所以这些函数实际上都返回有状态计算.

有几件事我想对此做些什么,但不能完全理解.我希望能够为解决方案选择不同的表示形式,在我看来,这将是一个使用类型类的自然场所,因此这Genome将是类型类和它[Int]的特定实例Genome.

现在,我希望能够尝试实现,并希望能够在其他项目中使用该代码.使用这样的类型类需要我创建的每个新算法都要求我创建另一个实例Genome,这是创建库的好方法吗？

一个额外的问题,只是困扰我的事情,是否有任何方法可以创建类似函数的类型同义词,这样如果我正在编写一个函数,它将函数作为参数,我可以编写同义词而不是整个类型函数的签名,即以下类似的东西可以工作.

type someFunc = [Int] -> [Int] -> Int
someOtherFunc :: someFunc -> [Int] -> Int

是的,希望这是对问题的一个清晰的解释,感觉我错过了真正明显的答案,但它没有跳出来对我.干杯

Answer 1

不幸的是,理想的解决方案通常取决于您的问题域. 这篇博文讲述了类型类方法和按位方法.我个人认为如果你想要灵活性,混合方法是最好的.如果存在良好的按位映射,则可以对其进行定义,并从中派生实现,否则可以手动实现交叉和变异.

ja的方法实际上不起作用.你的一些基因组函数将需要随机输入,你可以通过在状态monad中使用随机数生成器来运行,就像这个线程一样

class Genome a where
    fitness :: a -> Int
    breed :: (RandomGen g, MonadState g m) => a -> a -> m a
    mutate :: (RandomGen g, MonadState g m) => a -> m a

然后,无论实现如何,您都拥有对基因组进行操作的常用功能.

selectParents :: (Genome a, RandomGen g, MonadState g m) => [a] -> m [a]
selectSurvivors :: (Genome a, RandomGen g, MonadState g m) => [a] -> m [a]

如果你有一个好位映射,你可以在BitArrays上定义固定函数(注意每个都必须将适应度函数作为参数)

breed :: (RandomGen g, MonadState g m) => BitArray -> BitArray -> m BitArray
mutate :: (RandomGen g, MonadState g m) => BitArray -> m BitArray
selectParents :: (RandomGen g, MonadState g m) => (BitArray -> Int) -> [BitArray] -> m [BitArray]
selectSurvivors :: (RandomGen g, MonadState g m) => (BitArray -> Int) -> [BitArray] -> m [BitArray]