openGauss源码解析（106）

openGauss源码解析：SQL引擎源解析（21）

4. 交叉算子

通过选择算子选择出父母染色体之后，则可以对选出的父母染色体进行交叉操作，生成新的子代染色体。

openGauss提供了多种交叉方法，包括有基于边的重组交叉方法（edge combination crossover）、部分匹配交叉方法(partially matched crossover)、循环交叉（cycle crossover）、位置交叉（position crossover）、顺序交叉（order crossover）等。在源代码分析的过程中，以位置交叉方法为例进行说明。

假如选择父染色体的基因编码为{1, 3, 2, 4}，适应度为100，母染色体的基因编码为{2, 3, 1, 4}，适应度为200，在子染色体还没有生成，处于未初始化状态时，这些染色体的状态如图6-16所示。

图6-16 染色体状态

交叉操作需要生成一个随机数num_positions，这个随机数的位置介于基因总数的1/3~2/3区间的位置，这个随机数代表了有多少父染色体的基因要按位置遗传给子染色体。具体代码如下：

/* num_positions决定了父染色体遗传多少基因给子染色体 */

num_positions = geqo_randint(root, 2 * num_gene / 3, num_gene / 3);

/* 选择随机位置*/

for (i = 0; i < num_positions; i++)

{

/* 随机生成位置，将父染色体这个位置的基因遗传给子染色体 */

pos = geqo_randint(root, num_gene - 1, 0);

offspring[pos] = tour1[pos];

/* 标记这个基因已经使用，母染色体不能再遗传相同的基因给子染色体 */

city_table[(int) tour1[pos]].used = 1;

}

假设父染色体需要遗传2个基因给子染色体，分别传递第1号基因和第2号基因，那么子染色体目前的状态如图6-17所示。

图6-17 当前染色体状态

目前子染色体已经有了3和2两个基因，则母染色体排除这两个基因后，还剩下1和4两个基因，将这两个基因按照母染色体中的顺序写入子染色体，新的子染色体就生成了，如图6-18所示。

图6-18 新的染色体装状态