Algoritmo de pesquisa evolutiva (Evolutionary Search) em PHP: explicado com exemplo

O Evolutionary Search Algorithm é um poderoso método de programação PHP, inspirado no processo natural de evolução. É uma abordagem de otimização baseada em mecanismos reprodutivos e seleção natural para encontrar as melhores soluções dentro de um espaço de busca.

Como funciona o algoritmo de pesquisa evolutiva

O Algoritmo de Busca Evolucionária começa gerando um conjunto de “indivíduos” iniciais, representando soluções potenciais. Em seguida, usa operadores como cruzamento e mutação para criar novas gerações de indivíduos. A aptidão dos indivíduos em cada geração é avaliada utilizando uma função de avaliação para determinar a qualidade da solução.

Vantagens e desvantagens do algoritmo de pesquisa evolutiva

Vantagens:

• Abordagem de Otimização Natural: Este algoritmo se inspira na evolução natural para buscar as melhores soluções.
• Combinação de Exploração e Otimização: O Algoritmo de Pesquisa Evolutiva combina a capacidade de explorar novas soluções e otimizar as existentes.

Desvantagens:

• Consideração de parâmetro necessária: Para um funcionamento eficaz, o algoritmo exige um ajuste cuidadoso e seleção de parâmetros, como taxas de cruzamento e mutação.

Exemplo e Explicação

Considere um exemplo de uso do Algoritmo de Pesquisa Evolutiva para encontrar a soma contígua máxima de um subarray dentro de um array inteiro usando PHP.

function evolutionarySearch($array, $numGenerations) {  
    $populationSize = count($array);  
    $population = $array;  
  
    for($generation = 0; $generation < $numGenerations; $generation++) {  
        $population = evolvePopulation($population);  
    }  
  
    return max($population);  
}  
  
function evolvePopulation($population) {  
    // Crossover and mutation operations here  
    // Return a new population  
}  
  
$array = array(1, -2, 3, 4, -5, 6);  
$numGenerations = 50;  
  
$maxSum = evolutionarySearch($array, $numGenerations);  
echo "Maximum contiguous sum found: $maxSum";  

Neste exemplo, usamos o Algoritmo de Pesquisa Evolutiva para encontrar a soma contígua máxima de um subarray dentro de um array inteiro. Cada indivíduo na população inicial representa uma submatriz da matriz. Através de gerações de evolução, usamos operações como cruzamento e mutação para criar novas gerações da população. O resultado é a soma contígua máxima encontrada através do processo de otimização.

Embora este exemplo demonstre como o Algoritmo de Pesquisa Evolucionária pode ser usado para otimizar um subarray dentro de um array, ele também pode ser aplicado a outros problemas de otimização em PHP.