private static Genotip Mutation(Genotip parent, List <int> employees, int max_count_employees, Random rnd) //мутация
//входные данные - генотип из родительского пула, список идентификаторов сотрудников, максимальное число сотрудников на проект, рандомайзер
//выходные данные - генотип
{
//мутация заключается в формировании новой хромосомы.
//формирвоание аналогично формированию хромосом для стартовой популяции
List <int> empl_temp = new List <int>();
List <int> prog_id = new List <int>();
foreach (Project_chromosome pr in parent.Chromosome)
{
prog_id.Add(pr.ID);
}
List <Project_chromosome> pr_chrom = new List <Project_chromosome>();
foreach (int em in employees)
{
int i = em;
empl_temp.Add(i);
}
// foreach (Project_chromosome pr in parent.Chromosome)
while (pr_chrom.Count < parent.Chromosome.Count)
{
Project_chromosome mut_pr = new Project_chromosome();
int proj_id = rnd.Next(prog_id.Count);
mut_pr.ID = prog_id.ElementAt(proj_id);
prog_id.RemoveAt(proj_id);
int num = rnd.Next(empl_temp.Count);
mut_pr.Add_employees(empl_temp.ElementAt(num));
empl_temp.RemoveAt(num);
pr_chrom.Add(mut_pr);
}
List <int> max_empl_in_project = new List <int>();
while (empl_temp.Count > 0 & max_empl_in_project.Count < parent.Get_chromosome_count())
{
int num = rnd.Next(empl_temp.Count);
int employee = empl_temp.ElementAt(num);
bool flag = false;
bool del_flag = true;
while (flag == false)
{
foreach (Project_chromosome pr in pr_chrom)
{
int ch = rnd.Next(2);
if (ch == 1)
{
if (pr.Get_count_employees() < max_count_employees)
{
pr.Add_employees(employee);
flag = true;
break;
}
else
{
if (max_empl_in_project.IndexOf(pr.ID) == -1)
{
max_empl_in_project.Add(pr.ID);
}
if (max_empl_in_project.Count == parent.Get_chromosome_count())
{
flag = true;
del_flag = false;
}
break;
}
}
}
}
pr_chrom = InsertionSort(pr_chrom);
if (del_flag)
{
empl_temp.RemoveAt(num);
}
}
Genotip mut_individ = new Genotip(pr_chrom);
return(mut_individ);
}
private static List <Genotip> Crossengover(Genotip parent_one, Genotip parent_two, List <int> employees, int max_count_employees, Random rnd) //равномерное скрещивание
//входные данные - генотип из родительского пула 1, генотип из родительского пула 2, список идентификаторов сотрудников, максимальное число сотрудников на проект, рандомайзер
//выходные данные - массив генотипов
{
List <int> empl1 = new List <int>(); //массив сотрудников 1 потомка
List <int> empl2 = new List <int>(); //массив сотрудников 2 потомка
List <int> none_empl_on1 = new List <int>();
List <int> none_empl_on2 = new List <int>();
int sum_par_one = 0;
int sum_par_two = 0;
foreach (int em in employees) //заполнение массивов
{
int i = em;
int j = em;
empl1.Add(i);
empl2.Add(j);
}
List <Genotip> new_individs = new List <Genotip>(); //массив дочерних генотипов
Genotip child_one = new Genotip(); //потомок 1
Genotip child_two = new Genotip(); //потомок 2
for (int i = 0; i < parent_one.Get_chromosome_count(); ++i) //для всех проектов в хромосоме выбирается информация о соответствующем проекте из обеих хромосом
{
int proj_id = parent_one.Chromosome[i].ID;
Project_chromosome par1 = parent_one.Chromosome[i];
Project_chromosome par2 = new Project_chromosome();
foreach (Project_chromosome pr in parent_two.Chromosome)
{
if (pr.ID == proj_id)
{
par2 = pr;
break;
}
}
/* count_empl_on_par1.Add(par1.Get_count_employees());
* count_empl_on_par2.Add(par2.Get_count_employees());*/
sum_par_one += par1.Get_count_employees(); //подсчёт суммарного числа сотрудников в родителе 1
sum_par_two += par2.Get_count_employees(); //подсчёт суммарного числа сотрудников в родителе 2
int max_count = (par1.Get_count_employees() > par2.Get_count_employees()) ? par1.Get_count_employees() : par2.Get_count_employees(); //максимум - максимальная длина цепочки сотрудников в проекте из 2 хромсом
Project_chromosome ch1 = new Project_chromosome();
ch1.ID = proj_id;
Project_chromosome ch2 = new Project_chromosome();
ch2.ID = proj_id;
for (int j = 0; j < max_count; ++j)
{
int randomize = rnd.Next(0, 2);
//случайное число показывает порядок копирвоания: если 1 - то из 1 родителя в 1 потомка, из 2 родителя во 2 потомка, 0 - наоборот
// int rand2 = randomize;
//если найдена попытка повторного добавления одного и того же сотрудника в потомка, то идентификатор этого сотрудника заносится в список сотрудников первого порядка для другого потомка
if (randomize == 1)
{
if (j < par1.Get_count_employees())
{
if (empl1.IndexOf(par1.Employees[j]) != -1)
{
ch1.Add_employees(par1.Employees[j]);
empl1.Remove(par1.Employees[j]);
}
else
{
none_empl_on2.Add(par1.Employees[j]);
}
}
if (j < par2.Get_count_employees())
{
if (empl2.IndexOf(par2.Employees[j]) != -1)
{
ch2.Add_employees(par2.Employees[j]);
empl2.Remove(par2.Employees[j]);
}
else
{
none_empl_on1.Add(par2.Employees[j]);
}
}
}
else
{
if (j < par2.Get_count_employees())
{
if (empl1.IndexOf(par2.Employees[j]) != -1)
{
ch1.Add_employees(par2.Employees[j]);
empl1.Remove(par2.Employees[j]);
}
else
{
none_empl_on2.Add(par2.Employees[j]);
}
}
if (j < par1.Get_count_employees())
{
if (empl2.IndexOf(par1.Employees[j]) != -1)
{
ch2.Add_employees(par1.Employees[j]);
empl2.Remove(par1.Employees[j]);
}
else
{
none_empl_on1.Add(par1.Employees[j]);
}
}
}
}
child_one.Add_chromosome(ch1);
child_two.Add_chromosome(ch2);
List <int> max_empl_in_project = new List <int>();
//если массивы предположительных сотрудников для потомков не пусты, то производится занесение сотрудников в соответствующего потомка, при нехватке в нём сотрудников
//распределение сотрудников по проектам производится аналогично способу, используемому при формировании стартового поколения
if (none_empl_on1.Count > 0)
{
child_one.Chromosome = InsertionSort(child_one.Chromosome);
}
while (none_empl_on1.Count > 0 & max_empl_in_project.Count < child_one.Get_chromosome_count())
{
int num = rnd.Next(none_empl_on1.Count);
int employee = none_empl_on1.ElementAt(num);
bool flag = false;
bool del_flag = true;
while (flag == false)
{
if (empl1.IndexOf(employee) == -1)
{
break;
}
foreach (Project_chromosome pr in child_one.Chromosome)
{
int ch = rnd.Next(2);
if (ch == 1)
{
if (pr.Get_count_employees() < max_count_employees)
{
pr.Add_employees(employee);
flag = true;
break;
}
else
{
if (max_empl_in_project.IndexOf(pr.ID) == -1)
{
max_empl_in_project.Add(pr.ID);
if (max_empl_in_project.Count == child_one.Get_chromosome_count())
{
flag = true;
del_flag = false;
}
}
continue;
}
}
}
}
child_one.Chromosome = InsertionSort(child_one.Chromosome);
if (del_flag)
{
none_empl_on1.RemoveAt(num);
empl1.Remove(employee);
}
}
max_empl_in_project.Clear();
if (none_empl_on2.Count > 0)
{
child_two.Chromosome = InsertionSort(child_two.Chromosome);
}
while (none_empl_on2.Count > 0 & max_empl_in_project.Count < child_two.Get_chromosome_count())
{
int num = rnd.Next(none_empl_on2.Count);
int employee = none_empl_on2.ElementAt(num);
bool flag = false;
bool del_flag = true;
while (flag == false)
{
if (empl2.IndexOf(employee) == -1)
{
break;
}
foreach (Project_chromosome pr in child_two.Chromosome)
{
int ch = rnd.Next(2);
if (ch == 1)
{
if (pr.Get_count_employees() < max_count_employees)
{
pr.Add_employees(employee);
flag = true;
break;
}
else
{
if (max_empl_in_project.IndexOf(pr.ID) == -1)
{
max_empl_in_project.Add(pr.ID);
if (max_empl_in_project.Count == child_two.Get_chromosome_count())
{
flag = true;
del_flag = false;
}
}
continue;
}
}
}
}
child_two.Chromosome = InsertionSort(child_two.Chromosome);
if (del_flag)
{
none_empl_on2.RemoveAt(num);
empl2.Remove(employee);
}
}
}
int sum_child_one = 0;
int sum_child_two = 0;
//поиск числа сотрудников в генотипах потомков
foreach (Project_chromosome c1 in child_one.Chromosome)
{
sum_child_one += c1.Get_count_employees();
}
foreach (Project_chromosome c2 in child_two.Chromosome)
{
sum_child_two += c2.Get_count_employees();
}
//если суммы не совпадают, то дополняем потомков из основного массива для сотрудников
if (sum_par_one != sum_child_one)
{
List <int> max_empl_in_project = new List <int>();
if (empl1.Count > 0)
{
child_one.Chromosome = InsertionSort(child_one.Chromosome);
}
while (empl1.Count > 0 & max_empl_in_project.Count < child_one.Get_chromosome_count())
{
int num = rnd.Next(empl1.Count);
int employee = empl1.ElementAt(num);
bool flag = false;
bool del_flag = true;
while (flag == false)
{
foreach (Project_chromosome pr in child_one.Chromosome)
{
int ch = rnd.Next(2);
if (ch == 1)
{
if (pr.Get_count_employees() < max_count_employees)
{
pr.Add_employees(employee);
flag = true;
break;
}
else
{
if (max_empl_in_project.IndexOf(pr.ID) == -1)
{
max_empl_in_project.Add(pr.ID);
if (max_empl_in_project.Count == child_one.Get_chromosome_count())
{
flag = true;
del_flag = false;
}
}
continue;
}
}
}
}
child_one.Chromosome = InsertionSort(child_one.Chromosome);
if (del_flag)
{
empl1.RemoveAt(num);
}
}
}
if (sum_child_two != sum_par_two)
{
List <int> max_empl_in_project = new List <int>();
if (empl2.Count > 0)
{
child_two.Chromosome = InsertionSort(child_two.Chromosome);
}
while (empl2.Count > 0 & max_empl_in_project.Count < child_two.Get_chromosome_count())
{
int num = rnd.Next(empl2.Count);
int employee = empl2.ElementAt(num);
bool flag = false;
bool del_flag = true;
while (flag == false)
{
foreach (Project_chromosome pr in child_two.Chromosome)
{
int ch = rnd.Next(2);
if (ch == 1)
{
if (pr.Get_count_employees() < max_count_employees)
{
pr.Add_employees(employee);
flag = true;
break;
}
else
{
if (max_empl_in_project.IndexOf(pr.ID) == -1)
{
max_empl_in_project.Add(pr.ID);
if (max_empl_in_project.Count == child_two.Get_chromosome_count())
{
flag = true;
del_flag = false;
}
}
continue;
}
}
}
}
child_two.Chromosome = InsertionSort(child_two.Chromosome);
if (del_flag)
{
empl2.RemoveAt(num);
}
}
}
new_individs.Add(child_one);
new_individs.Add(child_two);
return(new_individs);
}
public static List <Genotip> Start_population(List <int> projects, List <int> employees, int max_count_employees, int genotip_count, Random rnd) //формирование стартовой популяции
//входные данные - массив идентификаторов проектов, массив идентификаторов сотрудников, максимальное число сотрудников на проект, число хромосом, рандомайзер
//выходные данные - массив генотипов (стартовая популяция)
{
List <int> empl_st = new List <int>(); //список сотрудников
List <int> empl_temp = new List <int>(); //временный список сотрудников
List <int> project_st = new List <int>(); //список проектов
List <int> project_temp = new List <int>(); //временный список проектов
List <Genotip> start_pop = new List <Genotip>(); //стратовая популяция
foreach (int employee in employees) //копирование идентификаторов сотрудников в список сотрудников
{
int j = employee;
empl_st.Add(j);
}
foreach (int project in projects) //копирование идентификаторов проектов в список проектов
{
int j = project;
project_st.Add(j);
}
while (start_pop.Count < genotip_count) //пока количество генотипов в стратовой популяции не достигло заданного
{
project_temp.Clear(); //очистка временного массива проектов
foreach (int proj in project_st) //заполнение временного массива проектов
{
int i = proj;
project_temp.Add(i);
}
List <Project_chromosome> pr_chrom = new List <Project_chromosome>(); //массив хромосом
empl_temp.Clear(); //очистка временного массива сотрудников
foreach (int empl in empl_st) //заполнение временного массива сотрудников
{
int i = empl;
empl_temp.Add(i);
}
while (pr_chrom.Count < projects.Count) //для всех проектов сначала выбираем случайный проект из списка, затем распределяем для него сотрудника со случайным номером
{
Project_chromosome chromosome = new Project_chromosome();
int proj_id = rnd.Next(project_temp.Count);
chromosome.ID = project_temp.ElementAt(proj_id);
project_temp.RemoveAt(proj_id);
int num = rnd.Next(empl_temp.Count);
chromosome.Add_employees(empl_temp.ElementAt(num));
empl_temp.RemoveAt(num);
pr_chrom.Add(chromosome);
}
List <int> max_empl_in_project = new List <int>(); //число проектов с максимально возможным числом сотрудников
while (empl_temp.Count > 0 & max_empl_in_project.Count < projects.Count) //пока не опустошиться список сотрудников или все проекты достигнут максимально возможного числа сотрудников
{
//выбор случайного сотрудника
int num = rnd.Next(empl_temp.Count);
int employee = empl_temp.ElementAt(num);
bool flag = false;
bool del_flag = true;
while (flag == false)
{
foreach (Project_chromosome pr in pr_chrom) //проход по проектам и добавление сотрудника в соответствии с случайной выборкой
{
int ch = rnd.Next(2);
if (ch == 1)
{
if (pr.Get_count_employees() < max_count_employees) //если число сотрудников меньше максимально допустимого, то добавляем в проект
{
pr.Add_employees(employee);
flag = true;
break;
}
else
if (pr.Get_count_employees() == max_count_employees)
{
if (max_empl_in_project.IndexOf(pr.ID) == -1)
{
max_empl_in_project.Add(pr.ID);
}
if (max_empl_in_project.Count == projects.Count)
{
flag = true;
del_flag = false;
}
break;
}
}
}
}
pr_chrom = InsertionSort(pr_chrom); //сортировка проектов по возрастанию количсества сотрудников
if (del_flag)
{
empl_temp.RemoveAt(num);
}
}
start_pop.Add(new Genotip(pr_chrom)); //добавление хромосомы
}
return(start_pop);
}
