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本文综述了演化计算与函数挖掘的发展概况、基本特征及应用背景;概述了基因表达式编程的各个关键技术,包括个体组成、编码规则、K-表达式、适应度函数、选择算子、变异算子、插串算子、重组算子、多基因染色体、数值常量等部分;详细阐述了基因表达式编程的特点,分析了经典GEP在保持种群多样性和保护最优解方面的缺陷以及早熟现象产生的原因。为了克服以上缺点,对经典GEP进行了改进,提出了一种基于头、身、尾三段结构和自适应变异算子的基因表达式算法(GEP-FM);并提出了新的适应值函数以及依据基因有效长度求解适应值的VLCF算法;同时从理论上对算法的复杂度和收敛性进行了分析。为验证GEP-FM算法的正确性及有效性,将算法应用于函数挖掘。一元、二元、三元及多元函数挖掘的实验都表明,GEP-FM优于传统算法及经典GEP算法,具有更高的拟合度和预测精度。