Q学习(Q-Learning)是强化学习中一种经典的无模型算法,通过探索与利用的平衡来学习最优策略。它无需环境模型,直接通过状态-动作值函数(Q值)更新来优化决策。
核心概念 🔍
- Q值:表示在某个状态 $ s $ 下采取动作 $ a $ 后的预期累积奖励
- 探索 vs 利用:通过 ε-greedy 策略在尝试新动作(探索)和选择已知最优动作(利用)间权衡
- 贝尔曼方程:更新公式为
$$ Q(s,a) \leftarrow Q(s,a) + \alpha [r + \gamma \max_{a'} Q(s',a') - Q(s,a)] $$
其中 $ \alpha $ 是学习率,$ \gamma $ 是折扣因子
适用场景 🎯
- 游戏AI(如棋类、迷宫导航)
- 自动化控制(机器人路径规划)
- 推荐系统优化(动态调整策略)
优势 ✅
- 无需环境模型,适合复杂动态系统
- 简单易实现,可扩展性强
- 能处理高维状态空间(通过函数近似)
拓展学习 📚
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