Q-Learning 和 SARSA 算法对比

1、Q-learning

Q-learning算法的过程可以根据下面的步骤:

首先,我们会初始化一个Q-table,可以是全0或者是其他的数值,一般都是全0,然后我们设定训练的轮数episodes,这里从初始状态直到终止状态算作一轮。那么在每一轮中,我们会有一个初始状态,然后会不断的采取动作,这里每一个动作叫做一个step。在每一个step中,我们根据当前的状态通过一定的策略选择动作A,这里的策略可能是以0.9的概率选择Q-table中当前状态对应的q值最大的动作,以0.1的概率选择随机动作。然后在选择动作A之后,我们可以得到奖励值R和新的状态S,那么当前q值的更新基于下面的公式:

其中alpha是学习率,表示保留之前训练效果的多少,学习速率α越大,保留之前训练的效果就越少,如果学习率是1的话,完全用新学到的q值替换掉了原来的q值。R是从环境获得的奖励,而gamma是折现系数,我们会选择到新状态之后能够得到的最大的Q值来更新当前的Q值。

对于Q-learning来说,
1.在状态s'时,只是计算了 在s'时要采取哪个a'可以得到更大的Q值,并没有真的采取这个动作a'。
2.动作a的选取是根据当前Q网络以及策略(e-greedy),即每一步都会根据当前的状况选择一个动作A,目标Q值的计算是根据Q值最大的动作a'计算得来,因此为off-policy学习。

2、SARSA

SARSA算法根Q-learning很像,也是基于Q-table,但是不同的是,在每一个episode的每一个step,我们会确定下一步采取的动作,而不是在下一个step开始时动态的确定step,算法步骤看下面的图示。

因此对于SARSA来说
1.在状态s'时,就知道了要采取哪个a',并真的采取了这个动作。
2.动作a的选取遵循e-greedy策略,目标Q值的计算也是根据(e-greedy)策略得到的动作a'计算得来,因此为on-policy学习。

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