//изменение кол-ва ферромона после прохождения муравья
public static void updateFerromon(List <Vertex> list, Muravey muravey, Duga[,] curves)
{
double delta = deltaTau(muravey, curves);
int count = 0;
for (int i = 0; i < list.Count; i++)
{
for (int j = 0; j < list.Count; j++)
{
if (curves[i, j] != null)
{
curves[i, j].T = (1 - EVAPORATION_COEF) * curves[i, j].T;
//если по дуге прошел муравей
if (vertexContains(muravey.Way, i, j))
{
curves[i, j].T += delta;
if (i == 0)
{
count++;
}
}
}
}
}
}
public static void antAlhoritm(List <Vertex> list, Muravey muravey, List <int> ListVirtual, Duga[,] curves, BRANCH branch)
{
int CurrentMashine = startNode(list, curves, branch);
//перезапись в первоначальные значения эвристической ф-ии
restartEvristic(list, curves);
while (!muravey.Tabu.SequenceEqual(ListVirtual))
{
//добавление текущей вершины к пути муравья
muravey.Way.Add(CurrentMashine);
//добавление текущей вершины в список табу для муравья
muravey.Tabu.Add(CurrentMashine);
//получение следующей физической вершины (вирт ->физ)
int indVertex = roulettePath(list, CurrentMashine, branch, MACHINE.REAL, muravey, curves);
if (indVertex != 0)
{
//добавление вершины к пути муравья
muravey.Way.Add(indVertex);
//присвоение вирт машины физической
addTarget(list, CurrentMashine, indVertex, muravey, curves);
//добавление вершины к пути муравья(возврат к вирт. машине)
muravey.Way.Add(CurrentMashine);
}
//получение индекса вирт.машины, к которой переходит муравей (вирт ->вирт)
CurrentMashine = roulettePath(list, CurrentMashine, branch, MACHINE.VIRTUAL, muravey, curves);
//если все вирт.машины посещены,то возврат к исходному
if (CurrentMashine == 0)
{
muravey.Way.Add(CurrentMashine); break;
}
}
}
//добавление дуг в графе
static void addCurves(List <Vertex> list, Duga[,] curves)
{
Muravey muravey = new Muravey(0);
for (int i = 0; i < list.Count - 1; i++)
{
for (int j = i + 1; j < list.Count; j++)
{
if (
(list[i].Type == MACHINE.VIRTUAL && list[j].Type == MACHINE.VIRTUAL && list[i].Branch == BRANCH.CALCULATIVE && list[j].Branch == BRANCH.CALCULATIVE) ||
(list[i].Type == MACHINE.VIRTUAL && list[j].Type == MACHINE.REAL && list[i].Branch == BRANCH.CALCULATIVE && list[j].Branch == BRANCH.CALCULATIVE) ||
(list[i].Type == MACHINE.VIRTUAL && list[j].Type == MACHINE.VIRTUAL && list[i].Branch == BRANCH.STORAGE && list[j].Branch == BRANCH.STORAGE) ||
(list[i].Type == MACHINE.VIRTUAL && list[j].Type == MACHINE.REAL && list[i].Branch == BRANCH.STORAGE && list[j].Branch == BRANCH.STORAGE))
{
curves[i, j] = new Duga(1, Evristic(i, j, muravey, list));
curves[j, i] = new Duga(1, Evristic(j, i, muravey, list));
}
if
(list[i].Type == MACHINE.ROOT && list[j].Type == MACHINE.VIRTUAL)
{
curves[i, j] = new Duga(1, 1);
curves[j, i] = new Duga(1, 1);
}
}
}
}
public void setTheBestWay(Muravey muravey)
{
if (muravey.target.Count >= Target.Count)
{
Way = muravey.Way;
Target = muravey.target;
}
}
//вычисление дельта-тау для муравья
public static double deltaTau(Muravey muravey, Duga[,] curves)
{
double sum = 0;
for (int k = 0; k < (muravey.Way.Count - 1); k++)
{
int i = muravey.Way[k];
int j = muravey.Way[k + 1];
if (vertexContains(muravey.Way, i, j) && curves[i, j] != null)
{
sum += curves[i, j].N * Q;
}
}
return(sum);
}
//назначение дугам первоначальных значений эвристической ф-ии после прохода каждого муравья
private static void restartEvristic(List <Vertex> list, Duga[,] curves)
{
Muravey muravey = new Muravey(0);
for (int i = 1; i < list.Count; i++)
{
for (int j = 1; j < list.Count; j++)
{
if (curves[i, j] != null)
{
curves[i, j].N = Evristic(i, j, muravey, list);
}
}
}
}
private static double Evristic(int i, int j, Muravey muravey, List <Vertex> list)
{
if (list[i].Type == MACHINE.VIRTUAL && list[j].Type == MACHINE.VIRTUAL)
{
int max = 0;
for (int k = 0; k < list.Count; k++)
{
if (list[k].Core > max)
{
max = list[k].Core;
}
}
double result = (double)list[j].Core / max;
if (result > 1)
{
return(0);
}
else
{
return(result);
}
}
if ((list[i].Type == MACHINE.VIRTUAL && list[j].Type == MACHINE.REAL) ||
(list[j].Type == MACHINE.VIRTUAL && list[i].Type == MACHINE.REAL))
{
int sum = 0;
if (muravey.target.ContainsValue(list[j].Num))
{
var keys = muravey.target.Where(x => x.Value == list[j].Num).ToList();
foreach (var k in keys)
{
sum += list[(int)k.Key].Core;
}
}
double result = (double)(sum + list[i].Core) / (double)list[j].Core;
if (result > 1)
{
return(0);
}
else
{
return(result);
}
}
throw new Exception("Машины имеют не допустимый тип: " + i.ToString() + ", " + j.ToString());
}
//назначение вирт.машины физической для муравья и пересчет эвристической ф-ии
public static void addTarget(List <Vertex> list, int CurrentMashine, int RealMachine, Muravey muravey, Duga[,] curves)
{
muravey.target.Add(CurrentMashine, RealMachine);
for (int i = 0; i < list.Count; i++)
{
if (list[i].Type == MACHINE.VIRTUAL && curves[i, RealMachine] != null)
{
curves[i, RealMachine].N = Evristic(i, RealMachine, muravey, list);
}
}
}
public static int roulettePath(List <Vertex> list, int CurrentMashine, BRANCH branch, MACHINE machine, Muravey muravey, Duga[,] curves)
{
//Dictionary для хранения вероятностей перехода вирт--->физ
Dictionary <int, double> P = new Dictionary <int, double>();
int indVertex = 0;
double p;
//находнеие вероятностей перехода
for (int j = 0; j < list.Count; j++)
{
//существут дуга && соотв. тип (вирт./физ.) && соответствут ветка (вычислит./storage)
if (curves[CurrentMashine, j] != null && (list[j].Type == machine && list[j].Branch == branch))
{
if ((machine == MACHINE.VIRTUAL && !muravey.Tabu.Contains(j)) || machine == MACHINE.REAL)
{
//верроятность перехода
p = Math.Pow(curves[CurrentMashine, j].T, ALPHA) * Math.Pow(curves[CurrentMashine, j].N, BETA) / ZnamenatelP(list, CurrentMashine, branch, machine, curves, muravey);
}
else
{
p = 0;
}
P.Add(j, p);
}
}
return(indVertex = rouletteChouse(P));
}
//муравьиный алгорит
public static void Algoritm(string file)
{
//список вершин (вирт. машин +физ. вычислительных узлов)
List <Vertex> vertex = new List <Vertex>();
vertex.Add(new Vertex(0, BRANCH.ROOT, MACHINE.ROOT, 0));
//массив дуг
Duga[,] dugi;
theBestSolution solution;
Muravey[] muravey = new Muravey[COUNT_MURAVEY];
//заполнение списков vertex и storage
readInputfromFile(file, vertex);
dugi = new Duga[vertex.Count, vertex.Count];
solution = new theBestSolution(vertex.Count);
//добавление дуг в графе
addCurves(vertex, dugi);
int[] count = new int[4];
//список вирт машин
List <int> ListVirtual_vertex = new List <int>();
for (int i = 0; i < vertex.Count; i++)
{
if (vertex[i].Type == MACHINE.VIRTUAL && vertex[i].Branch == BRANCH.CALCULATIVE)
{
ListVirtual_vertex.Add(vertex[i].Num);
count[0]++;
}
if (vertex[i].Type == MACHINE.REAL && vertex[i].Branch == BRANCH.CALCULATIVE)
{
count[1]++;
}
if (vertex[i].Type == MACHINE.VIRTUAL && vertex[i].Branch == BRANCH.STORAGE)
{
count[2]++;
}
if (vertex[i].Type == MACHINE.REAL && vertex[i].Branch == BRANCH.STORAGE)
{
count[3]++;
}
}
//список вирт.элементов во всем графе
List <int> ListVirtual_storage = new List <int>();
for (int i = 0; i < vertex.Count; i++)
{
if (vertex[i].Type == MACHINE.VIRTUAL)
{
ListVirtual_storage.Add(vertex[i].Num);
}
}
//проход муравьями графа
for (int m = 0; m < COUNT_MURAVEY; m++)
{
muravey[m] = new Muravey(0);
//обход левой части графа(вирт.машины+физич.узлы)
antAlhoritm(vertex, muravey[m], ListVirtual_vertex, dugi, BRANCH.CALCULATIVE);
//Console.WriteLine();
//обход правой части графа(storage-элементы +хранилища данных)
antAlhoritm(vertex, muravey[m], ListVirtual_storage, dugi, BRANCH.STORAGE);
//изменение кол-ва ферромона на дугах
updateFerromon(vertex, muravey[m], dugi);
// Console.WriteLine();
//сортировка списка соответствий по ключу
muravey[m].target = muravey[m].target.OrderBy(pair => pair.Key).ToDictionary(pair => pair.Key, pair => pair.Value);
solution.setTheBestWay(muravey[m]);
}
//оценка сходимости алгоритма
solution.estimateWay(muravey);
solution.theAdjacencyMatrixOfAGraph(vertex, dugi);
//Deigstra(vertex, solution.AdjacencyMatrix);
int[] rezult = new int[2];
foreach (int i in solution.Target.Keys)
{
for (int k = 0; k < vertex.Count; k++)
{
if (i == k)
{
if (vertex[i].Type == MACHINE.VIRTUAL && vertex[i].Branch == BRANCH.CALCULATIVE)
{
rezult[0]++;
}
if (vertex[i].Type == MACHINE.VIRTUAL && vertex[i].Branch == BRANCH.STORAGE)
{
rezult[1]++;
}
}
}
}
Console.WriteLine(String.Format("|{0,15}|{1,7}|{2,7}|{3,11}|{4,10}|{5,8}|{6,14}|", file, count[0], count[1], rezult[0], count[2], count[3], rezult[1]));
Console.WriteLine(String.Format("+---------------+-------+-------+-----------+----------+--------+--------------+"));
Console.ReadKey();
}
//вычисление знаменателя в формуле вероятности (для выбора пути муравьем)
public static double ZnamenatelP(List <Vertex> list, int i, BRANCH branch, MACHINE type, Duga[,] curves, Muravey muravey)
{
double sum = 0;
for (int j = 0; j < list.Count; j++)
{
if (curves[i, j] != null && list[j].Type == type && list[j].Branch == branch && !muravey.Tabu.Contains(j))
{
sum += Math.Pow(curves[i, j].T, ALPHA) * Math.Pow(curves[i, j].N, BETA);
}
}
return(sum);
}
