/// <summary>
/// Метод для выполнения одноточечной инверсии особи
/// </summary>
/// <param name="population">Популяция, в которой находится родительская
/// особь и в которую будет помещен потомок</param>
/// <param name="unitNumber">Номер особи, над которой нужно выполнить инверсию
/// (уникальный)</param>
/// <param name="newGenerationNumber">Номер поколения, к которому относится потомок</param>
private static void Inversion(
ref AdditivePopulation population,
int unitNumber,
int newGenerationNumber)
{
// Признаки, у новой особи они будут такие же,
// за исключением значений признаков - их поправим позже
Dictionary <TId, IndividualAttribute> attributes =
population[unitNumber].Attributes;
// Генетический код родителя
string parentChromo = population[unitNumber].GetChromo();
Random rnd = new Random(DateTime.Now.Millisecond + DateTime.Now.Second);
// Точка инверсии
// Такая формула обусловлена следующим:
// - не должно получатся число, равное длине строки, потому что
// нумерация символов zero-based и будет ошибка;
int crossoverPointPosition = rnd.Next(parentChromo.Length - 1);
// Разделим хромосому на части, первая из которых останется неизменной,
// а вторая инвертируется
string parentFirstPart = parentChromo.Substring(0, crossoverPointPosition);
string parentSecondPart = parentChromo.Substring(crossoverPointPosition);
// Инвертируем вторую часть хромосомы
string newSecondPart = string.Empty;
// Проверим каждый ген в этой части хромосомы
char[] secondPart = parentSecondPart.ToCharArray();
foreach (char gene in secondPart)
{
// Выполним добавление гена к новой хромосоме,
// попутно инвертировав его
switch (gene)
{
case '1':
newSecondPart += "0";
break;
case '0':
newSecondPart += "1";
break;
}
}
// Составим хромосому потомка
string сhildChromo = parentFirstPart + newSecondPart;
// Получим и добавим в популяцию потомка
AdditiveIndividual child = new AdditiveIndividual(
population.GetFreeUnitNumber(),
newGenerationNumber,
attributes);
child.UpdateAttributes(сhildChromo);
population.Add(child.Number, child);
}
/// <summary>
/// Метод для преобразования модели в популяцию
/// </summary>
/// <param name="model">Исходная модель для преобразования</param>
/// <param name="generationNumber">Номер поколения, который будет присвоен
/// всем особям в создаваемой популяции</param>
/// <returns></returns>
private static AdditivePopulation ModelToPopulation(Model model, int generationNumber)
{
AdditivePopulation pop = new AdditivePopulation();
// 1. Сформируем словарь с параметрами особей. Все особи
// данной популяции должны характеризоваться одинаковым
// набором параметров, поэтому сформируем его заранее, а
// потом будем передавать в качестве параметра конструктора
// всем особям. Значения параметров будем затем назначать
// вручную
Dictionary <TId, IndividualAttribute> attributes =
new Dictionary <TId, IndividualAttribute>();
foreach (Parameter param in model.Parameters.Values)
{
IndividualAttribute attribute =
new IndividualAttribute(
param.Id,
param.MinValue,
param.MaxValue,
Program.ApplicationSettings.ValuesDecimalPlaces);
attributes.Add(param.Id, attribute);
}
// 2. Добавим в популяцию особи - столько же, сколько
// АКТИВНЫХ экспериментов в модели
foreach (Experiment exp in model.Experiments.Values)
{
if (exp.IsActive)
{
AdditiveIndividual unit =
new AdditiveIndividual(
exp.Number,
generationNumber,
attributes);
// Запишем значения оптимизируемых параметров эксперимента
// в словарь признаков особи
foreach (Parameter param in model.Parameters.Values)
{
unit.Attributes[param.Id].Value =
exp.ParameterValues[param.Id];
// Рассчитаем генетический код этой особи
unit.Attributes[param.Id].ResolveCodeFromValue();
}
// Добавим особь в популяцию
pop.Add(exp.Number, unit);
}
}
return(pop);
throw new NotImplementedException();
}
/// <summary>
/// Метод для выполнения одноточечного скрещивания двух
/// особей
/// </summary>
/// <param name="population">Популяция, в которой находятся две
/// родительские особи и куда будут помещены два потомка</param>
/// <param name="firstUnitNumber">Номер первого родителя в популяции (уникальный)</param>
/// <param name="secondUnitNumber">Номер второго родителя в популяции (уникальный)</param>
/// <param name="newGenerationNumber">Номер поколения, к которому относятся потомки</param>
private static void CrossTwoUnits(
ref AdditivePopulation population,
int firstUnitNumber,
int secondUnitNumber,
int newGenerationNumber)
{
// Признаки, у новых двух особей они будут такие же,
// за исключением значений признаков - их поправим позже
Dictionary <TId, IndividualAttribute> attributes =
population[firstUnitNumber].Attributes;
// Генетические коды родителей
string firstChromo = population[firstUnitNumber].GetChromo();
string secondChromo = population[secondUnitNumber].GetChromo();
// Небольшая проверка: длины кодов должны быть одинаковые
int chromoLength = firstChromo.Length;
if (chromoLength != secondChromo.Length)
{
throw new Exception("Chromosome lengths of two parents must be the same");
}
Random rnd = new Random(DateTime.Now.Millisecond + DateTime.Now.Second);
// Точка одноточечного скрещивания
// Такая формула обусловлена следующим:
// - не должно получатся число, равное длине строки, потому что
// нумерация символов zero-based и будет ошибка;
// - не должен получатся ноль, потому что тогда особи просто
// обменяются кодами и ничего не выйдет
int crossoverPointPosition = 1 + rnd.Next(chromoLength - 2);
// Разделим хромосомы на части, из которых будут составлены
// хромосомы потомков
string firstParentFirstPart = firstChromo.Substring(0, crossoverPointPosition);
string firstParentSecondPart = firstChromo.Substring(crossoverPointPosition);
string secondParentFirstPart = secondChromo.Substring(0, crossoverPointPosition);
string secondParentSecondPart = secondChromo.Substring(crossoverPointPosition);
// Составим хромосомы потомков
string firstChildChromo = firstParentFirstPart + secondParentSecondPart;
string secondChildChromo = secondParentFirstPart + firstParentSecondPart;
// Получим и добавим в популяцию первого потомка
AdditiveIndividual firstChild = new AdditiveIndividual(
population.GetFreeUnitNumber(),
newGenerationNumber,
attributes);
firstChild.UpdateAttributes(firstChildChromo);
population.Add(firstChild.Number, firstChild);
// Получим и добавим в популяцию второго потомка
AdditiveIndividual secondChild = new AdditiveIndividual(
population.GetFreeUnitNumber(),
newGenerationNumber,
attributes);
secondChild.UpdateAttributes(secondChildChromo);
population.Add(secondChild.Number, secondChild);
}
