論文の概要: Running-time Analysis of ($μ+λ$) Evolutionary Combinatorial Optimization Based on Multiple-gain Estimation
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2507.02381v1
- Date: Thu, 03 Jul 2025 07:23:57 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2025-07-04 15:37:15.869524
- Title: Running-time Analysis of ($μ+λ$) Evolutionary Combinatorial Optimization Based on Multiple-gain Estimation
- Title(参考訳): 多利得推定に基づく(μ+λ$)進化的組合せ最適化の実行時間解析
- Authors: Min Huang, Pengxiang Chen, Han Huang, Tongli He, Yushan Zhang, Zhifeng Hao,
- Abstract要約: 本稿では,最適化問題に対するEAの実行時間を分析するためのマルチゲインモデルを提案する。
また、knapsack問題に対する(mu+lambda$)EAの場合、既知の結果よりも2つの厳密な時間複雑性上限を含む、進化最適化のランニングタイム結果も導入されている。
- 参考スコア(独自算出の注目度): 12.810490884742784
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: The running-time analysis of evolutionary combinatorial optimization is a fundamental topic in evolutionary computation. However, theoretical results regarding the $(\mu+\lambda)$ evolutionary algorithm (EA) for combinatorial optimization problems remain relatively scarce compared to those for simple pseudo-Boolean problems. This paper proposes a multiple-gain model to analyze the running time of EAs for combinatorial optimization problems. The proposed model is an improved version of the average gain model, which is a fitness-difference drift approach under the sigma-algebra condition to estimate the running time of evolutionary numerical optimization. The improvement yields a framework for estimating the expected first hitting time of a stochastic process in both average-case and worst-case scenarios. It also introduces novel running-time results of evolutionary combinatorial optimization, including two tighter time complexity upper bounds than the known results in the case of ($\mu+\lambda$) EA for the knapsack problem with favorably correlated weights, a closed-form expression of time complexity upper bound in the case of ($\mu+\lambda$) EA for general $k$-MAX-SAT problems and a tighter time complexity upper bounds than the known results in the case of ($\mu+\lambda$) EA for the traveling salesperson problem. Experimental results indicate that the practical running time aligns with the theoretical results, verifying that the multiple-gain model is an effective tool for running-time analysis of ($\mu+\lambda$) EA for combinatorial optimization problems.
- Abstract(参考訳): 進化的組合せ最適化の実行時解析は、進化的計算の基本的なトピックである。
しかし、組合せ最適化問題に対する$(\mu+\lambda)$進化アルゴリズム(EA)に関する理論的結果は、単純な擬ブール問題よりも比較的少ないままである。
本稿では,組合せ最適化問題に対するEAの実行時間解析のためのマルチゲインモデルを提案する。
提案モデルは平均ゲインモデルの改良版であり、これはシグマ代数条件下での適合差ドリフトアプローチであり、進化的数値最適化の実行時間を推定する。
この改善により、平均ケースと最悪のシナリオの両方において、確率的プロセスの最初のヒットタイムを推定するためのフレームワークが得られる。
また、一般的な$k$-MAX-SAT問題の場合のknapsack問題($\mu+\lambda$)のEA($\mu+\lambda$)のEA($\mu+\lambda$)のEA($\mu+\lambda$)のEAと、旅行セールスパーソン問題の場合のEA($\mu+\lambda$)のEA($\mu+\lambda$)のEA($\mu+\lambda$)のEA($\mu+\lambda$)のEA($)のEA($\mu+\lambda$)のEA($)のEA($\mu+\lambda$)のEA($)のEA($\mu+\lambda$)のEA($)のEA($\mu+\lambda$)のEA($)のEA($)のクローズドフォーム表現を含む、進化的組合せ最適化の新たな実行時結果も導入している。
実験結果から,実実行時間は理論的結果と一致し,複数ゲインモデルが組合せ最適化問題に対する(\mu+\lambda$)EAの実行時解析に有効なツールであることが確認された。
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