人口变得陈旧 - 遗传算法
Population becomes stale - Genetic Algorithm
我正在构建一个简单的 "Hello, World!" 遗传算法用于学习目的。我的人口是一组随机字符串。通过突变和交叉，字符串演化为 "Hello, World!"。出于某种原因，我的人口将处于一个健康分数并且似乎永远不会进化。其他时候，我的人口将达到目标基因，"Hello, World"。我正在使用随机选择和一点交叉。虽然，当我使用锦标赛和轮盘选择时也会发生这种情况。
问题：
为什么我的种群变得陈旧并且没有达到目标基因，即使我通过突变使种群多样化？是因为遗传算法的随机性还是我的代码有误？
例如
种群中的每条染色体最终都会有基因"HellV, Wor`dL"。即使在 10,000 代之后，基因也是相同的。其他时候，基因在 ~33 代后到达目标基因 "Hello, World!"。
- 注：
使用 Java 时，下面的代码按预期工作。当使用 Java 时，种群总能达到目标基因。另外，我今天才开始学习 C++，所以我的代码中很可能存在我没有看到的缺陷。
人口规模：333
精英主义：正确
精英主义百分比：25%
突变概率：20%
交叉概率：95%
选择类型：随机
交叉类型：一点
编辑：
我已经从这个 post 中删除了代码，而是在我的 github 中添加了一个 link，因为它有几百行代码。
感谢@molbdnilo 的评论，我得以解决我的问题。
事实证明这是因为 C++ 复制对象的方式，这解释了为什么这段代码在 Java 而不是 C++ 中有效。
如@molbdnilo所述：
One of the most common problems when moving from Java to C++ is how C++ copies objects in places where Java passes around a reference.
为了解决我的问题，我更改了以下方法声明：
1. int calculateFitness(GAChromosome chromosome); ---> int calculateFitness(GAChromosome const &chromosome);
在这个方法声明中，我告诉编译器我想通过引用而不是通过值传递染色体，使用 &，并使用 const 使它成为常量。这样做可以防止染色体被复制和改变。
2. void mutate(GAChromosome chromosome); ---> void mutate(GAChromosome &chromosome);
在这个方法声明中，我告诉编译器我想通过引用而不是通过值来传递染色体，使用&。这样做可以防止染色体被复制。由于前面的方法声明没有指定染色体是通过引用传递的，因此正在制作、更改副本，然后在方法到达范围末尾后将其丢弃。最终，从未进行过更改。
3. std::pair<GAChromosome, GAChromosome> onePointCrossover(GAChromosome chromosomeA, GAChromosome chromosomeB); ---> std::pair<GAChromosome, GAChromosome> onePointCrossover(GAChromosome const &chromosomeA, GAChromosome const &chromosomeB);
在这个方法声明中，我告诉编译器我想通过引用而不是通过值传递染色体，使用 &，并使用 const 使它成为常量。这样做可以防止染色体被复制和改变。
总之，问题出在将染色体传递给 mutate 方法的方式上。染色体是按值传递而不是按引用传递，导致复制染色体并在 mutate 方法到达范围末尾时丢弃更改。
我正在构建一个简单的 "Hello, World!" 遗传算法用于学习目的。我的人口是一组随机字符串。通过突变和交叉，字符串演化为 "Hello, World!"。出于某种原因，我的人口将处于一个健康分数并且似乎永远不会进化。其他时候，我的人口将达到目标基因，"Hello, World"。我正在使用随机选择和一点交叉。虽然，当我使用锦标赛和轮盘选择时也会发生这种情况。
问题：
为什么我的种群变得陈旧并且没有达到目标基因，即使我通过突变使种群多样化？是因为遗传算法的随机性还是我的代码有误？
例如
种群中的每条染色体最终都会有基因"HellV, Wor`dL"。即使在 10,000 代之后，基因也是相同的。其他时候，基因在 ~33 代后到达目标基因 "Hello, World!"。
- 注： 使用 Java 时，下面的代码按预期工作。当使用 Java 时，种群总能达到目标基因。另外，我今天才开始学习 C++，所以我的代码中很可能存在我没有看到的缺陷。
人口规模：333
精英主义：正确
精英主义百分比：25%
突变概率：20%
交叉概率：95%
选择类型：随机
交叉类型：一点
编辑： 我已经从这个 post 中删除了代码，而是在我的 github 中添加了一个 link，因为它有几百行代码。
感谢@molbdnilo 的评论，我得以解决我的问题。
事实证明这是因为 C++ 复制对象的方式，这解释了为什么这段代码在 Java 而不是 C++ 中有效。
如@molbdnilo所述：
One of the most common problems when moving from Java to C++ is how C++ copies objects in places where Java passes around a reference.
为了解决我的问题，我更改了以下方法声明：
1. int calculateFitness(GAChromosome chromosome); ---> int calculateFitness(GAChromosome const &chromosome);
在这个方法声明中，我告诉编译器我想通过引用而不是通过值传递染色体，使用 &，并使用 const 使它成为常量。这样做可以防止染色体被复制和改变。
2. void mutate(GAChromosome chromosome); ---> void mutate(GAChromosome &chromosome);
在这个方法声明中，我告诉编译器我想通过引用而不是通过值来传递染色体，使用&。这样做可以防止染色体被复制。由于前面的方法声明没有指定染色体是通过引用传递的，因此正在制作、更改副本，然后在方法到达范围末尾后将其丢弃。最终，从未进行过更改。
3. std::pair<GAChromosome, GAChromosome> onePointCrossover(GAChromosome chromosomeA, GAChromosome chromosomeB); ---> std::pair<GAChromosome, GAChromosome> onePointCrossover(GAChromosome const &chromosomeA, GAChromosome const &chromosomeB);
在这个方法声明中，我告诉编译器我想通过引用而不是通过值传递染色体，使用 &，并使用 const 使它成为常量。这样做可以防止染色体被复制和改变。
总之，问题出在将染色体传递给 mutate 方法的方式上。染色体是按值传递而不是按引用传递，导致复制染色体并在 mutate 方法到达范围末尾时丢弃更改。