稳态演化器
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TPOT 当前版本由 Cedars-Sinai 的以下人员开发:- Pedro Henrique Ribeiro (https://github.com/perib, https://www.linkedin.com/in/pedro-ribeiro/) - Anil Saini (anil.saini@cshs.org) - Jose Hernandez (jgh9094@gmail.com) - Jay Moran (jay.moran@cshs.org) - Nicholas Matsumoto (nicholas.matsumoto@cshs.org) - Hyunjun Choi (hyunjun.choi@cshs.org) - Gabriel Ketron (gabriel.ketron@cshs.org) - Miguel E. Hernandez (miguel.e.hernandez@cshs.org) - Jason Moore (moorejh28@gmail.com)
TPOT 原始版本主要由宾夕法尼亚大学的以下人员开发:- Randal S. Olson (rso@randalolson.com) - Weixuan Fu (weixuanf@upenn.edu) - Daniel Angell (dpa34@drexel.edu) - Jason Moore (moorejh28@gmail.com) - 以及更多慷慨的开源贡献者
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分发 TPOT 是希望它会有用,但没有任何担保;甚至不包含适销性或针对特定用途的适用性的默示担保。有关更多详细信息,请参阅 GNU 宽通用公共许可证。
您应该已经收到 TPOT 附带的 GNU 宽通用公共许可证副本。如果没有,请参阅 https://gnu.ac.cn/licenses/。
SteadyStateEvolver ¶
源代码位于 tpot/evolvers/steady_state_evolver.py
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__init__(individual_generator, objective_functions, objective_function_weights, objective_names=None, objective_kwargs=None, bigger_is_better=True, initial_population_size=50, population_size=300, max_evaluated_individuals=None, early_stop=None, early_stop_mins=None, early_stop_tol=0.001, max_time_mins=float('inf'), max_eval_time_mins=10, n_jobs=1, memory_limit='4GB', client=None, crossover_probability=0.2, mutate_probability=0.7, mutate_then_crossover_probability=0.05, crossover_then_mutate_probability=0.05, n_parents=2, survival_selector=survival_select_NSGA2, parent_selector=tournament_selection_dominated, budget_range=None, budget_scaling=0.5, individuals_until_end_budget=1, stepwise_steps=5, verbose=0, periodic_checkpoint_folder=None, callback=None, rng=None) ¶
基础演化器 (base_evolver) 使用分代方法,而稳态演化器则随着资源的可用而持续生成个体。
此演化器将同时评估 n_jobs 个体。一旦一个个体被评估,当前种群会使用 survival_selector 进行更新,然后从使用 parent_selector 选择的父代生成一个新的个体,新个体立即提交评估。相比之下,基础演化器 (base_evolver) 按世代批量评估,并且只有在当前世代的所有个体都被评估后,才会更新种群并创建新的个体。
实际上,这意味着稳态演化器更可能随时使用所有核心,从而在评估持续时间和评估数量方面具有灵活性。然而,它也可能因此生成多样性较低的种群。
参数
| 名称 | 类型 | 描述 | 默认值 |
|---|---|---|---|
individual_generator |
generator
|
生成新的基础个体的生成器。用于生成初始种群。 |
必需的 |
objective_functions |
list of callables
|
应用于个体并返回浮点数或浮点数列表的函数列表。如果目标函数返回多个值,它们将根据 objective_function_weights 和 early_stop_tol 的顺序进行连接。 |
必需的 |
objective_function_weights |
list of floats
|
每个目标函数的权重列表。符号决定是否越大越好。 |
必需的 |
objective_names |
list of strings
|
目标名称。如果为 None,将使用 objective0、objective1 等。 |
None
|
objective_kwargs |
dict
|
要传递给目标函数的关键字参数字典。 |
None
|
bigger_is_better |
bool
|
如果为 True,则最大化目标函数。如果为 False,则最小化目标函数。使用负权重来反转方向。 |
True
|
initial_population_size |
int
|
在初始种群中生成的随机个体数量。这些个体都将随机采样,所有后续个体都将从种群中生成。 |
50
|
population_size |
int
|
注意:这与 base_evolver 不同。在 steady_state_evolver 中,population_size 是要保留在活跃种群中的个体数量。这是种群中保留的最佳个体总数(由 survival_selector 确定)。新个体从这个种群大小中生成。在 base evolver 中,这也是每个世代中生成的个体数量,然而,在这里,我们随着资源的可用性生成个体,因此没有世代的概念。建议使用更大的 population_size 以确保种群的多样性。 |
50
|
max_evaluated_individuals |
int
|
在终止训练之前评估的最大个体数量。如果为 None,将评估直到达到时间限制。 |
None
|
early_stop |
int
|
如果最佳个体在此数量的评估中没有改进,则停止训练。注意:这也与 base_evolver 不同。在 base evolver 中,这是没有改进的世代数量。在这里,它是没有改进的个体评估数量。自然地,建议使用更大的值。 |
None
|
early_stop_mins |
int
|
如果最佳个体在此数量的分钟内没有改进,则停止训练。early_stop_tol : float, list of floats, 或 None,默认值=0.001 - 浮点数列表 每个目标函数的容差列表。如果最佳得分与当前得分之差小于容差,则认为该个体已收敛。如果列表中的某个索引为 None,则该项不用于早停。- 整数 如果给定一个整数,则将作为所有目标的容差。 |
None
|
max_time_mins |
float
|
运行优化的最大时间。如果为 none 或 inf,将运行直到世代结束。 |
float("inf")
|
max_eval_time_mins |
float
|
评估单个个体的最大时间。如果为 none 或 inf,则每次评估没有时间限制。 |
10
|
n_jobs |
int
|
并行运行的进程数量。 |
1
|
memory_limit |
str
|
每个作业的内存限制。更多信息请参阅 Dask LocalCluster documentation。 |
None
|
client |
Client
|
用于并行化的 dask client。如果非 None,这将覆盖 n_jobs 和 memory_limit 参数。如果为 None,将创建一个 num_workers=n_jobs 和 memory_limit=memory_limit 的新客户端。 |
None
|
crossover_probability |
float
|
通过两个个体交叉生成新个体的概率。 |
.2
|
mutate_probability |
float
|
通过一个个体变异生成新个体的概率。 |
.7
|
mutate_then_crossover_probability |
float
|
通过变异两个个体然后交叉生成新个体的概率。 |
.05
|
crossover_then_mutate_probability |
float
|
通过两个个体交叉然后对结果个体进行变异生成新个体的概率。 |
.05
|
n_parents |
int
|
用于交叉的父代数量。必须大于 1。 |
2
|
survival_selector |
function
|
用于选择存活个体的函数。必须接受得分矩阵并返回选定的索引。用于在每个世代开始时选择 population_size * survival_percentage 个体进行变异和交叉。 |
survival_select_NSGA2
|
parent_selector |
function
|
用于选择用于交叉的父代对和用于变异的个体的函数。必须接受得分矩阵并返回选定的索引。 |
parent_select_NSGA2
|
budget_range |
list[开始, 结束]
|
此参数用于逐次减半算法。用于预算缩放的起始和结束预算。演化器将在 generations_until_end_budget 期间在这些值之间进行插值。其使用取决于目标函数。(在 TPOTEstimator 中,这对应于采样的数据百分比。) |
None
|
budget_scaling |
用于确定预算从开始预算移动到结束预算的速度的缩放因子。 |
0.5
|
|
evaluations_until_end_budget |
int
|
在达到最大预算之前运行的评估数量。 |
1
|
stepwise_steps |
int
|
在对预算进行插值时要采取的阶梯步数。 |
1
|
verbose |
int
|
在优化过程中打印的信息量。值越高,包含的信息越多。0. 无 1. 进度条 2. 评估进度条 3. 最佳个体 4. 警告
|
0
|
periodic_checkpoint_folder |
str
|
用于定期保存种群的文件夹。如果为 None,则不进行定期保存。如果提供,训练将从此检查点恢复。 |
None
|
callback |
CallBackInterface
|
回调对象。未实现 |
None
|
rng |
(Generator, None)
|
用于实验可重现性的对象。此值将传递给 numpy.random.default_rng() 以创建生成器实例并传递给其他类。
|
None
|
属性
| 名称 | 类型 | 描述 |
|---|---|---|
population |
种群
|
个体种群。使用 population.population 访问当前种群中的个体。使用 population.evaluated_individuals 访问所有已探索个体的 DataFrame。 |
源代码位于 tpot/evolvers/steady_state_evolver.py
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get_unevaluated_individuals ¶
此函数用于获取当前种群中尚未评估的个体列表。
参数
| 名称 | 类型 | 描述 | 默认值 |
|---|---|---|---|
column_names |
list of strings
|
用于检查未评估个体的列名(通常是目标函数)。 |
必需的 |
budget |
float
|
检查未评估个体时使用的预算。如果为 None,则不检查预算列。查找在给定预算下未在列名上评估过的个体。 |
None
|
individual_list |
个体列表
|
要检查未评估个体的列表。如果为 None,将使用当前种群。 |
None
|
源代码位于 tpot/evolvers/steady_state_evolver.py
optimize ¶
创建初始种群并运行进化算法,指定世代数量。如果 generations 为 None,将使用 self.generations。
源代码位于 tpot/evolvers/steady_state_evolver.py
351 352 353 354 355 356 357 358 359 360 361 362 363 364 365 366 367 368 369 370 371 372 373 374 375 376 377 378 379 380 381 382 383 384 385 386 387 388 389 390 391 392 393 394 395 396 397 398 399 400 401 402 403 404 405 406 407 408 409 410 411 412 413 414 415 416 417 418 419 420 421 422 423 424 425 426 427 428 429 430 431 432 433 434 435 436 437 438 439 440 441 442 443 444 445 446 447 448 449 450 451 452 453 454 455 456 457 458 459 460 461 462 463 464 465 466 467 468 469 470 471 472 473 474 475 476 477 478 479 480 481 482 483 484 485 486 487 488 489 490 491 492 493 494 495 496 497 498 499 500 501 502 503 504 505 506 507 508 509 510 511 512 513 514 515 516 517 518 519 520 521 522 523 524 525 526 527 528 529 530 531 532 533 534 535 536 537 538 539 540 541 542 543 544 545 546 547 548 549 550 551 552 553 554 555 556 557 558 559 560 561 562 563 564 565 566 567 568 569 570 571 572 573 574 575 576 577 578 579 580 581 582 583 584 585 586 587 588 589 590 591 592 593 594 595 596 597 598 599 600 601 602 603 604 605 606 607 608 609 610 611 612 613 614 615 616 617 618 619 620 621 622 623 624 625 626 627 628 629 630 631 632 633 634 635 636 637 638 639 640 641 642 643 644 645 646 647 648 649 650 651 652 653 654 655 656 657 658 659 660 661 662 663 664 665 666 667 668 669 670 671 672 673 674 675 676 677 678 679 680 681 682 683 684 685 686 687 688 689 690 691 692 693 694 695 696 697 698 699 700 701 702 703 704 705 706 707 708 709 710 711 712 713 714 715 716 717 718 719 720 721 722 723 724 725 726 727 728 729 730 731 732 733 734 735 736 737 738 | |
ind_crossover ¶
调用 ind1.crossover(ind2, rng=rng)
参数
| 名称 | 类型 | 描述 | 默认值 |
|---|---|---|---|
ind1 |
BaseIndividual
|
|
必需的 |
ind2 |
BaseIndividual
|
|
必需的 |
rng |
int 或 Generator
|
用于可重现性的 numpy 随机生成器 |
必需的 |
源代码位于 tpot/evolvers/steady_state_evolver.py
ind_mutate ¶
调用个体的 ind.mutate 方法
参数
| 名称 | 类型 | 描述 | 默认值 |
|---|---|---|---|
ind |
BaseIndividual
|
要变异的个体 |
必需的 |
rng |
int 或 Generator
|
用于可重现性的 numpy 随机生成器 |
必需的 |