public static void MutationOrder(Osob osob, int N, int M, List <int> stockW, List <int> orderW) //мутация по клиенту
{
Random rand = new Random();
int num = rand.Next(osob.osob.Count); //выбор гена над которым будет мутация
int bit = rand.Next(7); //выбор мутирующего бита
int ord1 = osob.osob[num].order; //номер клиента до мутации
int ord2; //номер клиента после мутации
int y = osob.osob[num].order * (255 / M); //представление числа в размере 0-255
int z = Convert.ToInt32(Convert.ToString(y, 2)); //перевод в двоичную систему
// sw.WriteLine(z);
int res = InvertBit(z, bit); //инвертируем выбранный бит
ord2 = ConvertToDec(res.ToString()) / (255 / M); //новый номер клиента для этого гена
StreamWriter sw;
FileInfo fi = new FileInfo("pract.txt");
if (ord1 != ord2)
{
int i = osob.osob[num].stock; //osob.osob.Count()/N*i-M+ord2 номер склада в выбранном гене
int test;
test = M * i + ord2;
sw = fi.AppendText();
sw.WriteLine("Столбец " + ord1 + " и " + ord2 + " строка " + i + " Элементы:" + num + " " + test);
sw.Close();
if ((osob.osob[num].size == 0) && (osob.osob[test].size != 0)) //если размер гена 0, а у второго нет, то меняем их местами, чтобы не было два нуля, когда нулем заменяем число.
{
int tm = num;
num = test;
test = tm;
tm = ord2;
ord2 = ord1;
ord1 = tm;
}
int prov = orderW[ord2];
if (orderW[ord2] >= osob.osob[num].size) //если запрос клиента >= передаваемому размеру
{
osob.osob[test].size = osob.osob[num].size; //вставляем в х ген размер мутировавшего
osob.osob[num].size = 0;
sw = fi.AppendText();
sw.WriteLine("Столбец " + ord1 + " и " + ord2 + " строка " + i + " Элементы:" + num + " " + test);
sw.Close();
osob.additionMutO(stockW, orderW, N, M, i, ord1, ord2);
}
else
{
osob.osob[test].size = orderW[ord2];
osob.osob[num].size -= orderW[ord2]; //вычтем на величину перенесенную
sw = fi.AppendText();
sw.WriteLine("**Столбец " + ord1 + " и " + ord2 + " строка " + i);
sw.WriteLine("Запрос клиента меньше, чем предлагалось переместить в клетку"); //т.е. в мутировавшей клетке остаток
sw.Close();
osob.additionMutO(stockW, orderW, N, M, i, ord1, ord2);
}
}
}
public bool SequenceEquals(Osob osb)
{
for (int i = 0; i < osb.osob.Count; i++)
{
if (osb.osob[i].size != this.osob[i].size)
{
return(false);
//break;
}
}
return(true);
}
List <int> SumStr(Osob osob)
{
int sum;
List <int> sumStr = new List <int>();
for (int i = 0; i < N; i++)
{
sum = 0;
for (int j = 0; j < osob.osob.Count; j++)
{
if (osob.osob[j].stock == i)
{
sum = sum + osob.osob[j].size;
}
}
sumStr.Add(sum);
}
return(sumStr);
}
public static void MutationStock(Osob osob, int N, int M) //мутация по складу
{
Random rand = new Random();
int num = rand.Next(osob.osob.Count); //выбор гена над которым будет мутация
int bit = rand.Next(7); //выбор мутирующего бита
int stk1 = osob.osob[num].stock;
int stk2;
int z = Convert.ToInt32(Convert.ToString(osob.osob[num].stock, 2));
int res = InvertBit(z, bit); //инвертируем выбранный бит
stk2 = ConvertToDec(res.ToString()); //новый номер склада для этого гена
if (stk1 != stk2)
{
int j = osob.osob[num].order;
int x = osob.osob.Count / N * stk2 + j - 1;
osob.osob[x].size += osob.osob[num].size; //перекидываем на другой склад товар
osob.osob[num].size = 0; //обнуляем товар у этого склада
//пересчитваем особь
}
}
void PrintOsob(Osob osob)
{
StreamWriter sw;
FileInfo fi = new FileInfo(path);
sw = fi.AppendText();
for (int i = 0; i < N; i++)
{
for (int j = 0; j < M; j++)
{
richTextBox1.Text += osob.osob[M * i + j].size + " ";
sw.Write(osob.osob[M * i + j].size + " ");
}
richTextBox1.Text += "\n";
sw.WriteLine();
}
sw.Write("Стоимость перевозки по данному маршруту: " + osob.cost(MatrVesov));
richTextBox1.Text += "Стоимость перевозки по данному маршруту: " + osob.cost(MatrVesov);
richTextBox1.Text += "\n";
sw.WriteLine();
sw.Close();
}
private void button1_Click(object sender, EventArgs e)
{
button2.Enabled = false;
N = Convert.ToInt32(textBox1.Text); //количество складов - A сверху вних
M = Convert.ToInt32(textBox2.Text); //количество потребителей - В слева направо
cros = Convert.ToInt32(textBox6.Text);
mut = Convert.ToInt32(textBox7.Text);
end = Convert.ToInt32(textBox8.Text); //критерий остановки
kGen = Convert.ToInt32(textBox9.Text); //количество особей в поколении
// priceMin = Convert.ToInt32(textBox10.Text);
// priceMax = Convert.ToInt32(textBox11.Text);
orderW.Add(25); stockW.Add(150);
orderW.Add(200); stockW.Add(15);
orderW.Add(100); stockW.Add(70);
orderW.Add(5); stockW.Add(15);
orderW.Add(20); stockW.Add(100);
// stockW.Add(50);
int sumStock = stockW.Sum();
int sumOrder = orderW.Sum();
bool addS = false;
bool addO = false;
/* if (stockW.Sum() != orderW.Sum())
* { //задача является открытой
* int a = 0;
* if (sumStock > sumOrder)
* {
* a = sumStock - sumOrder;
* orderW.Add(a);
* M++;
* addO=true;
* }
* else
* {
* a = sumOrder - sumStock;
* stockW.Add(a);
* N++;
* addS=true;
* }
* }
*/
MatrVesov = new int[N, M];
//for (int i = 0; i < N; i++) //формируем матрицу весов
//{
// for (int j = 0; j < M; j++)
// {
// int r = rand.Next(1, 9);
// MatrVesov[i, j] = r;
//}
//}
MatrVesov[0, 0] = 2; MatrVesov[0, 1] = 1; MatrVesov[0, 2] = 7; MatrVesov[0, 3] = 3; MatrVesov[0, 4] = 3;
MatrVesov[1, 0] = 5; MatrVesov[1, 1] = 8; MatrVesov[1, 2] = 5; MatrVesov[1, 3] = 1; MatrVesov[1, 4] = 5;
MatrVesov[2, 0] = 4; MatrVesov[2, 1] = 5; MatrVesov[2, 2] = 4; MatrVesov[2, 3] = 1; MatrVesov[2, 4] = 6;
MatrVesov[3, 0] = 6; MatrVesov[3, 1] = 2; MatrVesov[3, 2] = 6; MatrVesov[3, 3] = 4; MatrVesov[3, 4] = 8;
MatrVesov[4, 0] = 2; MatrVesov[4, 1] = 2; MatrVesov[4, 2] = 3; MatrVesov[4, 3] = 9; MatrVesov[4, 4] = 8;
//if (addO)
//{
// int j = M - 1;
// for (int i = 0; i < N; i++)
// MatrVesov[i, j] = 0;
//}
//if (addS)
//{
// int i = N - 1;
// for (int j = 0; j < M; j++)
// MatrVesov[i, j] = 0;
//}
PrintStockOrder(stockW, orderW);
PrintMatrV(MatrVesov); //выводим матрицу весов
List <Osob> generation = new List <Osob>(); //поколение, состоит из нескольких расписаний
StreamWriter sw;
FileInfo fi = new FileInfo(path);
sw = fi.AppendText();
sw.Write("Начальное поколение: ");
sw.WriteLine();
sw.Close();
for (int j = 0; j < kGen; j++)
{ //заполняем поколение особями
Osob osbb = new Osob();
osbb.CreateOsob(stockW, orderW, N, M);
osbb.PrintOsob(N, M, path, MatrVesov, richTextBox1);
generation.Add(osbb);
}
// GeneticAlgorithm.Crossover(generation, path, N, M, cros, mut, MatrVesov, stockW, orderW, richTextBox1);
Osob min = new Osob();
min = GeneticAlgorithm.osobWhithMinCost(generation, MatrVesov);
richTextBox1.Text += "\nМинимальная стоимость перевозки в начальном поколении = " + min.cost(MatrVesov) + "\n";
int k = 0;
int kol = 0;
Osob min1 = new Osob();
Osob min2 = new Osob();
do
{
min1 = GeneticAlgorithm.osobWhithMinCost(generation, MatrVesov); //находим мин. особь в поколении
//обращаемся к кроссоверу, в нём же и мутацию реализовать
GeneticAlgorithm.Crossover(generation, path, N, M, cros, mut, MatrVesov, stockW, orderW, richTextBox1);
//печатаем новое поколение с двумя потомками
kol++;
sw = fi.AppendText();
sw.Write(kol + " поколение");
sw.WriteLine();
sw.Close();
//печать переполненного поколения
for (int j = 0; j < generation.Count(); j++)
{
generation[j].PrintOsob(N, M, path, MatrVesov, richTextBox1);
}
//обращаемся к редукции
do
{
GeneticAlgorithm.reduction(generation, MatrVesov);
}while (generation.Count() != kGen);
min2 = GeneticAlgorithm.osobWhithMinCost(generation, MatrVesov);
if (min1.SequenceEquals(min2)) //сравниваем по значению предыдущую мин.особь и мин. особь нового поколения
{
k++; //если равны
}
else
{
k = 0;
}
} while (k != end);
min1 = GeneticAlgorithm.osobWhithMinCost(generation, MatrVesov);
richTextBox1.Text += "Лучшая особь: \n";
min1.PrintOsobRtb(N, M, MatrVesov, richTextBox1);
min1.PrintOsob(N, M, path, MatrVesov, richTextBox1);
// richTextBox1.Text += "\nСтоимость перевозки = " + min1.cost(MatrVesov) + "\n";
}
public static void Crossover(List <Osob> generation, string path, int N, int M, int cros, int mut, int[,] matrV, List <int> lstStock, List <int> lstOrder, RichTextBox rch)
{
Random rand = new Random();
int k = generation.Count();
int parent1, parent2;
parent1 = rand.Next(k);
do
{
parent2 = rand.Next(k);
}while (parent1 == parent2);
StreamWriter sw;
FileInfo fi = new FileInfo(path);
sw = fi.AppendText();
sw.WriteLine("Для кроссовера выбраны особи: " + parent1 + " и " + parent2);
int point = rand.Next(1, N * M); //точка разбиения
sw.WriteLine("Точка разбиения = " + point);
sw.WriteLine("Родительские особи:");
sw.Close();
generation[parent1].PrintOsob(N, M, path, matrV, rch);
generation[parent2].PrintOsob(N, M, path, matrV, rch);
if (rand.Next(0, 100) <= cros) //будет кроссовер или нет
{
sw = fi.AppendText();
sw.WriteLine("Для данных особей кроссовер произошёл");
sw.Close();
Osob child1 = new Osob(N, M);
Osob child2 = new Osob(N, M);
for (int i = 0; i < generation[parent1].osob.Count; i++)
{
if (i < point)
{
child1.osob[i].size = generation[parent1].osob[i].size;
child2.osob[i].size = generation[parent2].osob[i].size;
}
}
// child1.addition(lstStock, lstOrder, N, M, point);
// child2.addition(lstStock, lstOrder, N, M, point);
child1.addition2(generation[parent2], lstStock, lstOrder, N, M, point);
child2.addition2(generation[parent1], lstStock, lstOrder, N, M, point);
sw = fi.AppendText();
sw.WriteLine("Первый потомок: ");
sw.Close();
child1.PrintOsob(N, M, "pract.txt", matrV, rch);
sw = fi.AppendText();
sw.WriteLine("Второй потомок: ");
sw.Close();
child2.PrintOsob(N, M, "pract.txt", matrV, rch);
if (rand.Next(0, 100) <= mut) //будет мутация над потомком
{
sw = fi.AppendText();
sw.WriteLine("Произошла мутация первого потомка ");
sw.Close();
MutationOrder(child1, N, M, lstStock, lstOrder);
}
if (rand.Next(0, 100) <= mut) //будет мутация над потомком
{
sw = fi.AppendText();
sw.WriteLine("Произошла мутация второго потомка ");
sw.Close();
MutationOrder(child2, N, M, lstStock, lstOrder);
}
//добавляем потомков
generation.Add(child1);
generation.Add(child2);
}
}
public void addition2(Osob osob2, List <int> lstStock, List <int> lstOrder, int N, int M, int point) //дозаполнение неполной особи
{
List <int> lstSt = new List <int>();
List <int> lstOr = new List <int>();
Random rand = new Random();
lstSt = remainderStock(lstStock);
lstOr = remainderOrder(lstOrder);
List <int> metka = new List <int>();
int q = -1;
for (int i = point; i < osob.Count(); i++)
{
int val;
int ii = osob[i].stock;
int jj = osob[i].order;
if (lstOr[jj] > 0 & lstSt[ii] > 0)
{
if (lstSt[ii] < lstOr[jj])
{
if (osob2.osob[i].size <= lstSt[ii])
{
val = osob2.osob[i].size;
}
else
{
val = lstSt[ii];
}
}
else
{
if (osob2.osob[i].size <= lstOr[jj])
{
val = osob2.osob[i].size;
}
else
{
val = lstOr[jj];
}
}
osob[i].size += val;
lstSt[ii] -= val;
lstOr[jj] -= val;
}
}
while (lstOr.Sum() > 0 || lstSt.Sum() > 0)
{
List <int> metka2 = new List <int>();
int q2 = -1;
while (metka2.Count != (N * M))
{
while (metka2.Contains(q2) || q2 == -1)
{
q2 = rand.Next(N * M);
}
metka2.Add(q2);
int ii = osob[q2].stock;
int jj = osob[q2].order;
int val;
if (lstSt[ii] != 0 && lstOr[jj] != 0)
{
if (lstSt[ii] < lstOr[jj])
{
val = lstSt[ii];
}
else
{
val = lstOr[jj];
}
osob[q2].size += val;
lstSt[ii] -= val;
lstOr[jj] -= val;
}
}
}
}
