[发明专利]基于文化基因的八角形斯坦纳树构建方法

权利要求书

1.一种基于文化基因的八角形斯坦纳树构建方法，其特征在于：

步骤S1：采用Prim算法预处理种群，产生初始种群；其中种群参数的设置具体为：将所有边长度之和的倒数作为个体的适应度函数值；

步骤S2：采用混合优化遗传算子，分别进行基于最大并集的交叉操作和双重变异操作；其中，将w设置为基于最大并集的交叉操作中的权重因子，将m₁、m₂设置为双重变异操作中的权重因子；

步骤S3：进行局部搜索，其中局部搜索的领域是个体所有边的所有走线模式，最终得到局部搜索领域中最优的个体，更新种群；

步骤S4：计算适应度函数值；

步骤S5：选择种群，合并父代和子代个体，将所有个体的适应度函数值按照大小排序，选择与种群规模大小相同的优秀个体组成新种群；

步骤S6：判断是否满足终止条件，若满足，则结束，得到最优种群，否则返回步骤S2；

步骤S2中，所述双重变异操作的第一种是拐点的变异，第二种是引脚选取方式的变异，引脚选取方式的变异是多点变异，改变了八角形斯坦纳树的拓扑结构；

步骤S2中，所述基于最大并集的交叉操作是选择当前最优的个体和迭代过程中最优的个体进行交叉；初始阶段是得到两个个体的交集，让个体能继承，第二个阶段是将剩下未连接到斯坦纳树上的引脚，随机选择原本两个个体中任意的一种连接方式连接，最终得到交叉操作的结果。

2.根据权利要求1所述的基于文化基因的八角形斯坦纳树构建方法，其特征在于：步骤S2中，三个权重因子w、m₁、m₂采用下式计算：

其中，total_eval代表的是文化基因算法最大的迭代次数；w_start、w_end、m₁_start、m₂_start、m₁_end、m₂_end是经实验后设定的系数。

3.根据权利要求1所述的基于文化基因的八角形斯坦纳树构建方法，其特征在于：步骤S4中，适应度函数值F(N_i)采用下式计算：

式中，L(N_i)是目标函数，代表整棵斯坦纳树拓扑结构的长度；N_i代表第i个线网；e_j属于八角形斯坦纳树的一条边；C是一个非零常数；n表示需要连接的八角形斯坦纳树的顶点数。