Haskell:抽象遗传算法

Question

我是 Haskell 编程世界的新手，我正在尝试一种简单的遗传算法，以找到解决旅行推销员问题的好方法。我将解决方案表示为整数的排列，所以我有这种类型的同义词

type Genome = [Int]

算法本身是一组对解进行操作的函数:

mutation :: Genome -> Genome
selectParents :: [Genome] -> [Genome] -> [Genome]
crossover :: Genome -> Genome -> (Genome, Genome)
selectSurvivors :: [Genome] -> [Genome] -> [Genome]

我不确定我的代码有多少与我的问题相关，所以请询问是否需要更多详细信息。值得一提的是，上面的类型签名实际上是简化的，我实际上是在使用 State monad 来携带 StdGen所以所有这些函数实际上都返回有状态的计算。

有几件事我想用这个做，但不能完全理解。我想让为解决方案选择不同的表示形式成为可能，在我看来这将是使用类型类的自然场所，因此 Genome将是类型类和 [Int] Genome 的具体实例.

现在，我希望能够对实现进行试验，并且希望能够在其他项目中使用该代码。使用这样的类型类需要我创建的每个新算法都需要我创建 Genome 的另一个实例，这是创建图书馆的好方法吗？

一个额外的问题，只是一直困扰我的一件事，有没有办法为函数创建类似类型同义词的东西，这样如果我正在编写一个以函数作为参数的函数，我可以编写同义词而不是整个类型函数的签名，即这样的东西可以工作。

type someFunc = [Int] -> [Int] -> Int
someOtherFunc :: someFunc -> [Int] -> Int

是的，希望这是对问题的足够清晰的解释，感觉就像我错过了真正明显的答案，但它并没有跳出来。干杯

Answer 1

不幸的是，理想的解决方案通常取决于您的问题域。 This blog post谈论类型类方法和按位方法。如果您想要灵 active ，我个人认为混合方法是最好的。如果有一个好的按位映射，你可以定义它，并从中派生出实现，否则你可以手动实现交叉和变异。

ja的方法实际上是行不通的。你的一些基因组功能需要随机输入，你可以通过在状态单子(monad)中运行随机数生成器like this thread来获得。

class Genome a where
    fitness :: a -> Int
    breed :: (RandomGen g, MonadState g m) => a -> a -> m a
    mutate :: (RandomGen g, MonadState g m) => a -> m a

然后，无论实现如何，您都有在基因组上运行的通用功能。

selectParents :: (Genome a, RandomGen g, MonadState g m) => [a] -> m [a]
selectSurvivors :: (Genome a, RandomGen g, MonadState g m) => [a] -> m [a]

如果你确实有一个好的位映射，你可以在 BitArrays 上定义固定函数(注意每个都必须将适应度函数作为参数)

breed :: (RandomGen g, MonadState g m) => BitArray -> BitArray -> m BitArray
mutate :: (RandomGen g, MonadState g m) => BitArray -> m BitArray
selectParents :: (RandomGen g, MonadState g m) => (BitArray -> Int) -> [BitArray] -> m [BitArray]
selectSurvivors :: (RandomGen g, MonadState g m) => (BitArray -> Int) -> [BitArray] -> m [BitArray]