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确定性策略和随机策略有什么区别?

世界杯新秀 · 2025-10-07 10:00:14

确定性策略是一种决策规则,对于给定的状态,总是选择相同的动作。在强化学习中,这意味着策略直接将状态映射到单个动作,类似于函数 action = policy(state)。例如,在网格中导航的机器人可能总是朝特定单元格向右移动。 确定性策略易于实现和调试,因为它们的行为是可预测的。它们通常用于不需要随机性的受控环境中,例如工业自动化或脚本游戏 AI。但是,确定性策略在需要探索或适应性的不确定环境中可能会遇到困难。

相比之下,随机策略为给定状态的动作分配概率。策略不是单个动作,而是输出一个分布,例如 P(action | state),它定义了每个可能动作的可能性。例如,自动驾驶汽车在特定情况下可能有 60% 的概率加速,40% 的概率制动。 随机策略对于强化学习中的探索很有用,因为它们允许智能体尝试不同的动作并发现最佳策略。它们对于部分可观察性也很稳健——如果状态的信息不完整,随机性可以帮助避免陷入次优模式。 但是,随机策略需要管理概率分布,这增加了训练和实现的复杂性。

关键区别在于如何选择动作。确定性策略是刚性的但高效的,而随机策略则以可预测性换取灵活性。例如,在游戏 AI 中,确定性策略可能总是从左侧攻击敌人,这使得对手可以利用它。随机策略可以随机化攻击方向,从而使 AI 更难以预测。开发人员可能会为需要一致性的任务(例如,机器人装配线)选择确定性策略,而为需要探索的任务(例如,训练智能体玩扑克)选择随机策略。 在实现方面,确定性策略更容易编码(例如,查找表),而随机策略通常需要处理概率抽样的框架,例如 PyTorch 的 torch.distributions 或 TensorFlow 的概率层。


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