组合逻辑电路的设计是数字电路设计中的重要研究方向之一。传统的设计方法需要设计者具有丰富的理论基础和设计经验,虽然他们能够设计出满足要求的组合逻辑电路,但是获得的电路通常都不是最优的。因此,一些有效的方法被提出来克服传统方法的缺点,而组合逻辑电路的自动合成方法在这些方法中表现出了很大的优势,能够给数字电路设计领域带来突破性的发展。本文首先提出了改进的基因表达式的克隆选择算法来自动合成组合逻辑电路。在这种方法的电路编码中,我们在两个方面改进了基因表达式编程算法的编码。一方面,我们使用了块的概念来缩短组合逻辑电路编码的长度。另一方面,输出域的概念被提出以便一个基因编码可以表示多输出组合逻辑电路。结合该编码,克隆选择算法被选为搜索引擎以使提出的方法拥有更强的全局搜索能力。接着我们又提出了另一种新颖的方法——基于“图”编码的克隆选择算法来自动合成组合逻辑电路。在这种方法中,我们提出了一种全新的“图”编码来表示组合逻辑电路。“图”编码可以表示任何结构的组合逻辑电路,并且从“图”编码到“电路图”的映射规则将非常简单。克隆选择算法同样被应用到这种方法中。并且在克隆选择算法中提出了八种创新性的变异操作算子,这些操作算子不同于传统的遗传算法、遗传编程和基因表达式编程的操作算子,它们直接对“图”的结构进行操作使得“图”的变化非常丰富。我们提出的两种方法成功地应用到组合逻辑电路的自动设计中。最后通过四个组合逻辑电路的自动合成实验来验证我们提出的两种方法的有效性,实验结果表明这两种方法不仅可以自动合成出满足设计要求的电路,而且获得的电路是最优的或者次优的,另外,我们的方法和其它五种方法进行了比较,实验结果显示我们提出的方法具有最高的效率和成功率。