public static void Main(string[] args)
{
Gen[] Genetic = new Gen[20]; //その代の遺伝子を格納する．世代が変わるごとに上書き
Gen MaxGen = new Gen(); //もっとも優秀な遺伝子を保存する
MaxGen.gene = new bool[10];
MaxGen.fit = int.MinValue;
//初期集団の生成
for (int i = 0; i < 20; i++)
{
Gen data = new Gen();
data.gene = new bool[10];
//乱数生成
byte[] bs = new byte[2];
System.Security.Cryptography.RNGCryptoServiceProvider rng =
new System.Security.Cryptography.RNGCryptoServiceProvider();
rng.GetBytes(bs);
var toint = System.BitConverter.ToInt16(bs, 0);
string str = Convert.ToString(toint, 2); //short型で得られた乱数を2進数表記で文字列化
if (str.Length < 10) //2進数の文字列が10文字未満の時先頭に0を追加していく
{
while (str.Length != 10)
{
str = str.Insert(0, "0");
}
}
str = str.Substring(str.Length - 10, 10);//10文字以上の時10文字に収まるように大きい桁を切り捨てる
int count = 0;
foreach (var num in str) //Gen構造体のgeneはbool型の配列で表現するため遺伝子が1の場合trueを，0の場合falseを入れる
{
bool b = num == '1' ? true : false; //numが1ならtrueを0ならfalseをbに代入
data.gene[count] = b;
count++;
}
data.fit = Fitness(data.gene); //式に当てはめ結果を保存
if (MaxGen.fit < data.fit) //最良の遺伝子を保存
{
MaxGen.fit = data.fit;
data.gene.CopyTo(MaxGen.gene, 0);
}
Genetic[i] = data;
}
Console.WriteLine("___________GA____________");
for (int i = 0; i < 500; i++) //500世代回す
{
Genetic = Select(Genetic); //選択
for (int j = 0; j < 20; j += 2) //交叉
{
Gen[] cross = new Gen[2];
cross[0].gene = new bool[10];
cross[1].gene = new bool[10];
//交叉関数に渡すためにGeneticの値をcrossに値渡しでコピー
Genetic[j].gene.CopyTo(cross[0].gene, 0);
Genetic[j + 1].gene.CopyTo(cross[1].gene, 0);
cross = Crossover(cross[0], cross[1]);//交叉関数の呼び出し
//結果をGeneticに保存
cross[0].gene.CopyTo(Genetic[j].gene, 0);
cross[1].gene.CopyTo(Genetic[j + 1].gene, 0);
}
//どの遺伝子を突然変異させるかをランダムで決定する．そのままだと似たランダム値が得られるためシード値を加えより値が散らばるようにする
int seed = Environment.TickCount;
Random r = new Random(seed + i);
int rnd = r.Next(20);
Mutation(Genetic[rnd]).gene.CopyTo(Genetic[rnd].gene, 0); //突然変異
for (int j = 0; j < 20; j++) //フィットネスの計算と初期化
{
Genetic[j].fit = Fitness(Genetic[j].gene);
Genetic[j].roulette = 0;
if (MaxGen.fit < Genetic[j].fit)//最良の遺伝子を保存
{
MaxGen.fit = Genetic[j].fit;
Genetic[j].gene.CopyTo(MaxGen.gene, 0);
}
}
}
Gen last = new Gen();
last.gene = new bool[10];
last.fit = int.MinValue;
for (int i = 0; i < 20; i++)
{
if (last.fit < Genetic[i].fit)
{
last.fit = Genetic[i].fit;
Genetic[i].gene.CopyTo(last.gene, 0);
}
}
Console.WriteLine("lastGen.fit : " + last.fit);
foreach (var n in last.gene)
{
Console.Write(n == true ? "1" : "0");
}
Console.WriteLine();
Console.WriteLine(ConvertX(last.gene));
Console.WriteLine("%%%%%%%%%%%%%%%");
Console.WriteLine("MaxGene.fit : " + MaxGen.fit);
foreach (var n in MaxGen.gene)
{
Console.Write(n == true ? "1" : "0");
}
Console.WriteLine();
Console.WriteLine(ConvertX(MaxGen.gene));
}
public static Gen[] Select(Gen[] gene) //選択
{
var Genetic = gene.OrderByDescending(g => g.fit).ToArray(); //fitの値で良い順にソート
var roulette = new Gen[10]; //下位10個の遺伝子を保存する用
for (int i = 0; i < 10; i++) //Geneticからrouletteにコピー
{
roulette[i].fit = Genetic[i + 10].fit;
roulette[i].gene = new bool[10];
for (int j = 0; j < 10; j++)
{
roulette[i].gene[j] = Genetic[i + 10].gene[j];
}
}
double total = new double();
double sumfit = new double();
for (int i = 0; i < 10; i++)//ルーレット選択するために合計値取得
{
if (roulette[i].fit > 0.0)
{
total += roulette[i].fit;
}
}
for (int i = 0; i < 10; i++)//適応度の計算，マイナス値とNaNの時は0
{
if (roulette[i].fit > 0.0)
{
sumfit += roulette[i].fit / total;//適応度は式の答え/合計値
roulette[i].roulette = sumfit;
}
else
{
roulette[i].roulette = 0;//NaNやマイナス値はルーレットから除外する
}
}
Random r = new Random();
double range = new double();//一つ前の遺伝子のfitの値
for (int i = 0; i < 10; i++)
{
range = 0.0;
double rnd = r.NextDouble();//どの遺伝子を選択するかの乱数
for (int j = 0; j < 10; j++)
{
if (range <= rnd && roulette[j].roulette >= rnd)//遺伝子が選択され，コピーする
{
Genetic[i + 10].fit = roulette[j].fit;
Genetic[i + 10].roulette = roulette[j].roulette;
roulette[j].gene.CopyTo(Genetic[i + 10].gene, 0);
break;
}
range = roulette[j].roulette;
}
}
return(Genetic);
}
