Pseudo-Boolean monotone functions are unimodal functions which are trivial to optimize for some hillclimbers, but are challenging for a surprising number of evolutionary algorithms (EAs). A general trend is that EAs are efficient if parameters like the mutation rate are set conservatively, but may need exponential time otherwise. In particular, it was known that the $(1+1)$-EA and the $(1+\lambda)$-EA can optimize every monotone function in pseudolinear time if the mutation rate is $c/n$ for some $c<1$, but they need exponential time for some monotone functions for $c>2.2$. The second part of the statement was also known for the $(\mu+1)$-EA. In this paper we show that the first statement does not apply to the $(\mu+1)$-EA. More precisely, we prove that for every constant $c>0$ there is a constant integer $\mu_0$ such that the $(\mu+1)$-EA with mutation rate $c/n$ and population size $\mu_0\le\mu\le n$ needs superpolynomial time to optimize some monotone functions. Thus, increasing the population size by just a constant has devastating effects on the performance. This is in stark contrast to many other benchmark functions on which increasing the population size either increases the performance significantly, or affects performance mildly. The reason why larger populations are harmful lies in the fact that larger populations may temporarily decrease selective pressure on parts of the population. This allows unfavorable mutations to accumulate in single individuals and their descendants. If the population moves sufficiently fast through the search space, such unfavorable descendants can become ancestors of future generations, and the bad mutations are preserved. Remarkably, this effect only occurs if the population renews itself sufficiently fast, which can only happen far away from the optimum. This is counter-intuitive since usually optimization gets harder as we approach the optimum.


翻译:Peedo- Boolean 单调函数是单调的单调函数, 这对于某些山坡limber来说是微不足道的, 对于某些山坡气候来说是微不足道的, 但对于数量惊人的进化算法( EAs) 来说是挑战性的。 一个一般的趋势是, 如果像突变率这样的参数被保守地设定, 但也可能需要指数化的时间。 特别是, 已知美元(1+1) 美元- EA 和 $(1 ⁇ lambda) 美元- EA 等功能在假线性时间里可以优化每个更低的单调函数。 如果突变率是美元/ 美元( 美元) ( 美元) ( 美元) ( 美元) ( 美元) ( 美元) ( 美元) (美元) (美元) (美元) (美元) (美元) (美元) (美元) (美元) (美元) (美元) (美元) (美元) (美元) (美元) (美元) (美元) (美元) (美元) (美元) (美元) (美元) (美元) (美元) (美元) (美元) (美元) (美元) (美元) (美元) (美元) (美元) (美元) (美元) (美元) (美元) (美元) (美元) (美元) (美元) (美元) (美元) (美元) (美元) (美元) (美元) (美元) (美元) (美元) (美元) (美元) (美元) (美元) (美元) (美元) (美元) (美元) (的变变变变变变变数(美元) (美元) (美元) (美元) (美元) (美元) (美元) (美元) (美元) (美元) (美元) (美元) (美元) (美元) (美元) (美元) (美元) (美元) (美元) (美元) (美元) (美元) (美元) (美元) (美元) (美元) (美元) (美元) (美元) (美元) (美元) (美元) (美元) (美元) (美元) (美元) (美元) (美元) (美元) (美元) (美元) (美元) (美元) (美元) (美元) (美元) (美元) (美元) (美元) (美元) (美元) (美元) (美元) (

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