小生境

小生境又稱小棲息地

小生境(Niche)是來自於生物學的一個概念，是指特定環境下的一種生存環境。生物在其進化過程中，一般總是與自己相同的物種生活在一起，共同繁衍後代；它們也都是在某一特定的地理區域中生存，例如，熱帶魚不能在較冷的地帶生存，而北極熊也不能在熱帶生存。把這種思想提煉出來，運用到優化上來的關鍵操作是：當兩個個體的海明距離小於預先指定的某個值l(稱之為小生境距離)時，懲罰其中適應值較小的個體。

小生境技術的基本思想是將生物學中的小生境概念應用於進化計算中，將進化計算中的每一代個體劃分為若干類，每個類中選出若干適應度較大的個體作為一個類的優秀代表組成一個群，再在種群中，以及不同種群中之間，雜交、變異產生新一代個體群。同時採用某種機制（預選擇（preselection）或排擠（crowding）或分享（sharing））完成任務。

模擬小生境技術主要建立在常規選擇操作的改進之上。Cavichio 在1970年提出了基於預選擇機制的選擇策略，其基本做法是：當新產生的子代個體的適應度超過其父代個體的適應度時，所產生的子代才能代替其父代而遺傳到下一代群體中去，否則父代個體仍保留在下一代群體中。由於子代個體和父代個體之間編碼結構的相似性，所以替換掉的只是一些編碼結構相似的個體，故它能夠有效的維持群體的多樣性，並造就小生境的進化環境。De Jong在1975年提出基於排擠機制的選擇策略，其基本思想源於在一個有限的生存環境中，各種不同的生物為了能夠延續生存，他們之間必須相互競爭各種有限的生存資源。因此，在演演算法中設置一個排擠因子CF（一般取CF=2或3），由群體中隨機選取的1/CF 個個體組成排擠成員，然後依據新產生的的個體與排擠成員的相似性來排擠一些與預排擠成員相類似的個體，個體之間的相似性可用個體編碼之間的海明距離來度量。隨著排擠過程的進行，群體中的個體逐漸被分類，從而形成一個個小的生成環境，並維持群體的多樣性。