什麼是帕累托最優解和非被支配解

帕累托最優解(Pareto Optimal Solution)和非被支配解(Non-dominated Solution)是運籌學和多目標優化中的一些概念。

帕累托最優解: 帕累托最優解是指在一個多目標優化問題中,當一個解在至少一個目標上不能被改進,而不使另一個或多個目標變得更糟時,這個解就是帕累托最優的。換句話說,在所有可能解中,帕累托最優解代表了一個在所有目標上都無法同時改進的解。這種解也被稱為Pareto效率或Pareto最佳。

例如,假設我們有一個投資問題,需要最大化回報並最小化風險。如果一個投資組合在沒有增加風險的情況下,已經達到了最高的回報,那麼這個投資組合就是帕累托最優的。

非被支配解: 非被支配解是指在一個多目標優化問題中,一個解在所有目標上都不被其他解所支配。一個解被另一個解支配,指的是在所有目標上都變得更好:每個目標的值都至少相等,並且至少有一個目標的值更優。

在多目標優化問題中,非被支配解通常用來構建一個稱為帕累托前沿(Pareto Frontier)的集合,這個集合包含了所有非被支配的解。帕累托前沿上的每個點都代表了一個帕累托最優解。

在實踐中,找到所有的帕累托最優解可能很困難,因為它涉及到找到所有非被支配的解。這通常需要使用特殊的算法,如NSGA-II(非支配排序遺傳算法II)或其他的多目標優化算法。