5-1布谷鸟算法(CS)原理

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1CS原理

布谷鸟搜索（Cuckoo Search，CS）是由Xin-She Yang 和SuashDeb于2009年开发的自然启发式算法。CS基于布谷鸟的寄生性育雏（brood parasitism，又巢寄生）行为。该算法可以通过所谓的 Levy 飞行来增强。

1.1、布谷鸟育雏行为

布谷鸟也被称为杜鹃。杜鹃科中的犀鹃和圭拉鹃，将它们的蛋放在其他鸟的巢中，通过去除其他鸟（寄主）的蛋来增加自己蛋的孵化几率。

寄生性育雏分为三种：种内寄生、合作养育和巢占据。一些寄主鸟会与入侵的布谷鸟发生直接冲突。如果一个寄主鸟发现这些蛋不是他们自己的，那么他们要么将这些外来蛋清除掉，要么就直接放弃这个巢，在别处建造一个新的巢。一些布谷鸟，已经进化成这样一种方式，雌杜鹃通常非常善于模仿几种特定寄主的卵的颜色和纹理。这减少了它们蛋被遗弃的可能性，从而增加了它们的繁殖力。

此外，该物种对产蛋时机的把握也非常到位。布谷鸟通常会选择那些寄主刚刚产下自己蛋的巢。一般来说，布谷鸟蛋的孵化时间要比寄主蛋的孵化时间要早一些。一旦第一只布谷鸟雏鸟孵化出来，第一个本能的动作就是通过盲目地推动将其他蛋从巢中推出，从而增加寄主对布谷鸟雏鸟的食物供给。研究还表明，杜鹃雏鸟还可以模仿寄主雏鸟的叫声，以获得更多的被喂食机会。

1.2、Levy 飞行

许多动物和昆虫的飞行行为表现出了具有幂律规律的Levy飞行的典型特征。

1.3、规则

（1）每只布谷鸟每次下一个蛋，并将其放入随机选择的巢中；

（2）具有优质蛋的最佳巢会被带到下一代；

（3）可用的寄主巢数量是固定的，且寄主以概率pa∈(0,1)发现布谷鸟放的蛋。在这种情况下，寄主可以消灭该蛋或放弃旧巢另建新巢。

2CS流程

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