Prírodou inšpirované algoritmy

Sekundárne operácie modifikujúce štruktúru jedinca

Tieto operátory nie sú nevyhnutnou súčasťou každého GP. (Koza, 1992) uvádza päť sekundárnych operátorov :

• Mutácia, ide o asexuálnu operáciu, v ktorej je jedným z už spomínaných druhov selekcie vybraný jedinec.
  Existujú dva možné postupy pri mutácii
  • V prvom postupe je náhodne vybraný jeden uzol. Tento uzol a aj celý podstrom, ktorého je koreňom, je z jedinca odstránený a nahradený novým náhodne vygenerovaným podstromom (maximálnej hĺbky, zvyčajne zhodnej s max_depth určujúcou maximálnu hĺbku všetkých jedincov).
  • V druhom sa zasa náhodne vyberú uzly a zmutujú sa. Existuje tu však pravidlo, že funkcie sa môžu zmutovať len na funckie a terminály na terminály
  Novovzniknutý jedinec je potom skopírovaný do novej populácie. Príklad mutácie jedinca sa nachádza na obrázku na konci dokumentu.
• Permutácia, je opäť asexuálnou operáciou, ktorá pracuje s jedným jedincom, vybraným istým druhom selekcie. V tomto jedincovi je potom náhodne vybraný jeden medziľahlý uzol predstavujúci funkciu. Argumenty tejto funkcie, čiže všetky podstromy, ktorých koreňmi sú synovské uzly vybraného funkčného uzla. Tieto podstromy sú následne náhodne pomiešané a znovu umiestnené pod rodičovský vybraný uzol.
• Editácia, táto operácia sa prevádza za účelom zjednodušenia S-výrazov predstavujúcich jednotlivé riešenia. Napríklad výraz (not (not X)) prevedie na jednoduchší, ale významovo zhodný výraz X.
• Enkapsulácia, asexuálna operácia, ktorej úlohou je identifikovať potenciálne výhodné podstromy a zabespečiť, aby nebolo možné ich meniť. Pracuje s jedným rodičovským jedincom, vybraným jedným so spôsobov selekcie, a jej výsledkom je jeden potomok a definícia vybraného podstromu predstavujúceho procedúru. v rodičovskom jedincovi je náhodne vybraný medziľahlý uzol. Celý podstrom je potom nahradený jediným uzlom s označením E0,E1,...., a uložený osobitne s krížovým odkazom na toto označenie.
• Decimácia, v niektorých prípadoch, hlavne na začiatku procesu hľadania riešenia pomocou GP, sa populácia skladá hlavne z veľmi nevhodných jedincov. Všetky operácie sa však sústreďujú len na malé percento jedincov s vyššou vhodnosťou, preto sa väčšina nevhodných jedincov stáva záťažou. V takomto prípade sa z pôvodnej populácie vyberie iba malé percento (obvykle 10%) jedincov na základe vhodnosti. Táto nová malá populácia sa potom doplní za pomoci niektorej z primárnych, poprípade sekundárnych operácií.

Príklad mutácie