/// <summary>
/// Метод для получения результатов работы генетического алгоритма
/// </summary>
/// <param name="population">Популяция, на основе которой строится результат</param>
/// <returns>Результат работы генетического алгоритма</returns>
private static AdditiveMethodResult PrepareResult(AdditivePopulation population)
{
AdditiveMethodResult result = new AdditiveMethodResult("Генетический алгоритм", "Значение функции приспособленности");
// Отсортируем результаты по возрастанию по значению
// аддитивного критерия (меньше - лучше)
List <SortableDouble> sortedIndividuals = population.Select <AdditiveIndividual, SortableDouble>(
ind => new SortableDouble()
{
Direction = SortDirection.Ascending, Id = ind.Number, Value = ind.FitnessValue
}
).ToList();
sortedIndividuals.Sort();
// Заполним результаты
foreach (SortableDouble sortedIndividual in sortedIndividuals)
{
result.SortedPoints.Add(sortedIndividual.Id);
result.AdditionalData.Add(sortedIndividual.Id, sortedIndividual.Value);
}
return(result);
}
/// <summary>
/// Метод для поиска решения с помощью генетического алгоритма
/// </summary>
/// <param name="model">Оптимизационная модель, эксперименты из которой
/// выступят в качестве начальной популяции</param>
/// <param name="gaParams">Параметры генетического алгоритма</param>
/// <param name="table">Таблица для отображения процесса поиска решения.
/// Если null, то процесс поиска решения не отображается</param>
public static AdditiveMethodResult FindDecision(Model model, AdditiveParams gaParams, DataGridView table)
{
bool showProcess = (table != null);
int currentGeneration = 0;
// 1. Получим начальную популяцию из модели
AdditivePopulation population =
AdditiveSolver.ModelToPopulation(model, currentGeneration);
// Рассчитаем значения функции приспособленности
AdditiveSolver.CalcUnitsFitness(
ref model,
ref population,
gaParams.ExternalAppPath);
// Если надо, подготовим таблицу к выводу процесса и
// выведем начальную популяцию (без разделителя)
if (showProcess)
{
AdditiveDataGridFiller.PrepareProcessDataGrid(table);
AdditiveDataGridFiller.AddPopulationToDataGrid(table, population, false);
}
// 2. Пока не достигнуто нужное количество поколений
while (currentGeneration < gaParams.MaxGenerationsNumber)
{
// Увеличим счетчик поколений
currentGeneration++;
// 3. Отбор
population =
AdditiveSelection.TournamentSelection(population, gaParams.SelectionLimit);
// 4. Скрещивание
population =
AdditiveCrossover.OnePointCrossover(population, currentGeneration);
// 5. Мутация
population =
AdditiveMutation.PerformMutation(population, gaParams.MutationProbability);
// 6. Расчет приспособленности
// Модель обновится, метод CalcUnitsFitness рассчитает
// для популяции значения функции приспособленности, а для
// модели - значения критериев и Ф.О.
model = AdditiveSolver.PopulationToModel(model, population);
AdditiveSolver.CalcUnitsFitness(
ref model,
ref population,
gaParams.ExternalAppPath);
// Если надо, то выведем на экран информацию (с разделителем)
if (showProcess)
{
AdditiveDataGridFiller.AddPopulationToDataGrid(table, population, true);
}
}
// Подготовим результат на основе конечной популяции
AdditiveMethodResult result = AdditiveSolver.PrepareResult(population);
// Вернем результат
return(result);
}
/// <summary>
/// Метод для заполнения таблицы результатами поиска решения с
/// помощью генетического алгоритма
/// </summary>
/// <param name="model">Оптимизациионная модель</param>
/// <param name="result">Результаты поиска решения</param>
/// <param name="table">Таблица для вывода результатов</param>
public static void FillDataGrid(
Model model,
AdditiveMethodResult result,
DataGridView table)
{
table.SuspendLayout();
table.Rows.Clear();
table.Columns.Clear();
// Колонки для параметров
foreach (KeyValuePair <TId, Parameter> kvp in model.Parameters)
{
DataGridViewColumn paramCol = new DataGridViewColumn();
paramCol.CellTemplate = new DataGridViewTextBoxCell();
paramCol.SortMode = DataGridViewColumnSortMode.NotSortable;
paramCol.HeaderText = kvp.Value.Name;
paramCol.Name = "param_" + kvp.Key.ToString();
paramCol.HeaderCell.ToolTipText = kvp.Value.GetDescription();
table.Columns.Add(paramCol);
}
// Колонки для критериев
foreach (KeyValuePair <TId, Criterion> kvp in model.Criteria)
{
DataGridViewColumn critCol = new DataGridViewColumn();
critCol.CellTemplate = new DataGridViewTextBoxCell();
critCol.SortMode = DataGridViewColumnSortMode.NotSortable;
critCol.HeaderText = kvp.Value.Name;
critCol.Name = "crit_" + kvp.Key.ToString();
critCol.HeaderCell.ToolTipText = kvp.Value.GetDescription();
table.Columns.Add(critCol);
}
// Колонки для функциональных ограничения
foreach (KeyValuePair <TId, Constraint> kvp in model.FunctionalConstraints)
{
DataGridViewColumn constrCol = new DataGridViewColumn();
constrCol.CellTemplate = new DataGridViewTextBoxCell();
constrCol.SortMode = DataGridViewColumnSortMode.NotSortable;
constrCol.HeaderText = kvp.Value.Name;
constrCol.Name = "constr_" + kvp.Key.ToString();
constrCol.HeaderCell.ToolTipText = kvp.Value.GetDescription();
table.Columns.Add(constrCol);
}
// Колонка для дополнительных данных
DataGridViewColumn additionalCol = new DataGridViewColumn();
additionalCol.CellTemplate = new DataGridViewTextBoxCell();
additionalCol.SortMode = DataGridViewColumnSortMode.NotSortable;
additionalCol.HeaderText = result.AdditionalDataDescription;
additionalCol.Name = "additional_col";
table.Columns.Add(additionalCol);
foreach (TId expId in result.SortedPoints)
{
// Добавим рядок
int rowInd = table.Rows.Add();
// Запишем в хедер номер эксперимента
table.Rows[rowInd].HeaderCell.Value = model.Experiments[expId].Number.ToString();
// Запишем в ячейки значения оптимизируемых параметров
foreach (KeyValuePair <TId, double> pvs in model.Experiments[expId].ParameterValues)
{
int colInd = 0;
try
{
colInd = table.Columns["param_" + pvs.Key.ToString()].Index;
}
catch (Exception ex)
{
MessageBoxHelper.ShowError(ex.Message);
return;
}
table[colInd, rowInd].Value = pvs.Value.ToString(SettingsManager.Instance.DoubleStringFormat);
}
// Запишем в ячейки значения критериев оптимальности
foreach (KeyValuePair <TId, double> pvs in model.Experiments[expId].CriterionValues)
{
int colInd = 0;
try
{
colInd = table.Columns["crit_" + pvs.Key.ToString()].Index;
}
catch (Exception ex)
{
MessageBoxHelper.ShowError(ex.Message);
return;
}
table[colInd, rowInd].Value = pvs.Value.ToString(SettingsManager.Instance.DoubleStringFormat);
}
// Запишем в ячейки значения ФО
foreach (KeyValuePair <TId, double> pvs in model.Experiments[expId].ConstraintValues)
{
int colInd = 0;
if (table.Columns["constr_" + pvs.Key.ToString()] != null)
{
colInd = table.Columns["constr_" + pvs.Key.ToString()].Index;
table[colInd, rowInd].Value = pvs.Value.ToString(SettingsManager.Instance.DoubleStringFormat);
}
}
// Запишем в ячейки дополнительные данные
int colId = 0;
colId = table.Columns["additional_col"].Index;
table[colId, rowInd].Style.BackColor = Color.LightGray;
table[colId, rowInd].Value = result.AdditionalData[expId].ToString(SettingsManager.Instance.DoubleStringFormat);
}
table.ResumeLayout();
}
