public static void printaMelhorCromossomo(int geracao, Cromossomo cromossomo)
{
var aux_list = _list;
foreach (var movimento in cromossomo.movimentosValidos)
{
aux_list[movimento.linha][movimento.coluna] = '$';
}
Console.WriteLine();
Console.WriteLine($"Melhor Cromossomo da geração: {geracao} - Caminho: {printaCaminho(cromossomo)}- Aptidão: {Math.Round(cromossomo.peso, 2)}");
foreach (var item in aux_list)
{
for (int i = 0; i < item.Length; i++)
{
if (item[i] == '$')
{
Console.BackgroundColor = ConsoleColor.Red;
Console.Write($" {item[i]} ");
Console.ResetColor();
}
else
{
Console.Write($" {item[i]} ");
}
}
Console.WriteLine();
}
}
public static string printaCaminho(Cromossomo cromossomo)
{
string retorno = string.Empty;
foreach (var item in cromossomo.movimentosValidos)
{
retorno += $"({item.linha},{item.coluna}) ";
}
return(retorno);
}
public static string printaMovimentos(Cromossomo cromossomo)
{
string retorno = string.Empty;
foreach (var item in cromossomo.movimentos)
{
retorno += $"{item} ";
}
return(retorno);
}
public static bool jaVisitouPosicao(Cromossomo cromossomo, int linha, int coluna)
{
foreach (var item in cromossomo.movimentosValidos)
{
if (item.linha == linha && item.coluna == coluna)
{
return(true);
}
}
return(false);
}
public static double calculaAptidao(Cromossomo cromossomo, int caminhosLivres)
{
//percentual referente a quantidade de movimentos contra parede pelo agente
double movimentosEmParedes = Math.Abs((((double)(caminhosLivres - cromossomo.movimentosEmParedes) / caminhosLivres)) * 0.3);
//percentual referente a quantidade de movimentos invalidos (fora da matriz)
double movimentosInvalidos = Math.Abs((((double)(caminhosLivres - cromossomo.movimentosInvalidos) / caminhosLivres)) * 0.6);
//percentual referente a quantidade de movimentos em laçoes feitos
double MovimentosJaVisitados = Math.Abs((((double)(caminhosLivres - cromossomo.MovimentosJaVisitados) / caminhosLivres)) * 0.1);
//percentual referente aos movimentos validos
double MovimentosValidos = Math.Abs((((double)(caminhosLivres - cromossomo.movimentosValidos.Count) / caminhosLivres)));
return(Math.Abs((1 - (movimentosEmParedes + movimentosInvalidos + MovimentosJaVisitados)) + (1 - MovimentosValidos)));
}
public static bool encontrouImpedimento(Cromossomo cromossomo, int linha, int coluna)
{
bool retorno = false;
if (iraSairDaMatriz(linha, coluna))
{
cromossomo.movimentosInvalidos++;
return(true);
}
if (_list[linha][coluna] == '1')
{
cromossomo.movimentosEmParedes++;
retorno = true;
}
if (jaVisitouPosicao(cromossomo, linha, coluna))
{
cromossomo.MovimentosJaVisitados++;
}
return(retorno);
}
static void Main(string[] args)
{
int populacao = 120;
int geracoes = 10;
bool printa = true;
string caminho = @"C:\Users\mathe\Desktop\IA\T1201902_arquivosDeEntrada\labirinto4_20.txt";
#if !DEBUG
bool entrada = true;
while (entrada)
{
try
{
Console.WriteLine(" - Informe o caminho do arquivo de entrada.");
caminho = Console.ReadLine();
Console.WriteLine(" - Informe o tamanho da população.");
int.TryParse(Console.ReadLine(), out populacao);
Console.WriteLine(" - Informe o número de gerações");
int.TryParse(Console.ReadLine(), out geracoes);
if (!File.Exists(caminho))
{
throw new ArgumentException("Caminho não encotrado.");
}
entrada = false;
}
catch
{
Console.Clear();
Console.WriteLine(" - Erro encontrado, reinsira as entradas.");
}
}
#endif
leArquivoEntrada(caminho);
List <Cromossomo> cromossomos = new List <Cromossomo>();
int caminhosLivres = retornaCaminhosLivres();
printaLabirinto(printa);
Random rand = new Random();
bool agenteEncontrouSaida = false;
int count = 0;
while (count < geracoes && !agenteEncontrouSaida)
{
if (count == 0) //gera população inicial
{
cromossomos = geraPrimeiraGeracaoCromossomos(rand, populacao, caminhosLivres);
}
else //etapa de seleção
{
List <Cromossomo> novaGeracao = new List <Cromossomo>();
//elitismo
var melhoresCromossomos = cromossomos.OrderByDescending(x => x.peso).ToList();
novaGeracao.Add(melhoresCromossomos[0]);
//torneio - cruzamento - mutação
while (novaGeracao.Count != populacao)
{
//seleção pai
int pai1 = 0, pai2 = 0;
while (pai1 == pai2)
{
pai1 = rand.Next(0, melhoresCromossomos.Count);
pai2 = rand.Next(0, melhoresCromossomos.Count);
}
Cromossomo pai;
if (melhoresCromossomos[pai1].peso > melhoresCromossomos[pai2].peso)
{
pai = melhoresCromossomos[pai1];
}
else
{
pai = melhoresCromossomos[pai2];
}
//seleção mãe
int mae1 = 0, mae2 = 0;
while (mae1 == mae2)
{
mae1 = rand.Next(0, melhoresCromossomos.Count);
mae2 = rand.Next(0, melhoresCromossomos.Count);
}
Cromossomo mae;
if (melhoresCromossomos[mae1].peso > melhoresCromossomos[mae2].peso)
{
mae = melhoresCromossomos[mae1];
}
else
{
mae = melhoresCromossomos[mae2];
}
//crossover 2 pontos
Cromossomo filho1 = new Cromossomo();
Cromossomo filho2 = new Cromossomo();
int metadePai = pai.movimentos.Count / 3;
int metadeMae = mae.movimentos.Count / 3;
//filho 1
for (int j = 0; j < metadePai; j++)
{
filho1.movimentos.Add(pai.movimentos[j]);
}
for (int j = metadeMae; j < (metadeMae * 2); j++)
{
filho1.movimentos.Add(mae.movimentos[j]);
}
for (int j = (metadePai * 2); j < pai.movimentos.Count; j++)
{
filho1.movimentos.Add(pai.movimentos[j]);
}
//filho 2
for (int j = 0; j < metadeMae; j++)
{
filho2.movimentos.Add(mae.movimentos[j]);
}
for (int j = metadePai; j < (metadePai * 2); j++)
{
filho2.movimentos.Add(pai.movimentos[j]);
}
for (int j = (metadeMae * 2); j < mae.movimentos.Count; j++)
{
filho2.movimentos.Add(mae.movimentos[j]);
}
//Mutação - muta 3 movimento de cada cromossomo filho gerado
int cromossomoMutar = 0;
cromossomoMutar = rand.Next(0, melhoresCromossomos.FirstOrDefault().movimentos.Count - 1);
filho1.movimentos[cromossomoMutar] = rand.Next(0, 9);
cromossomoMutar = rand.Next(0, melhoresCromossomos.FirstOrDefault().movimentos.Count - 1);
filho2.movimentos[cromossomoMutar] = rand.Next(0, 9);
//garantir que a proxima população o mesmo tamanho da atual
if (novaGeracao.Count < populacao)
{
novaGeracao.Add(filho1);
}
if (novaGeracao.Count < populacao)
{
novaGeracao.Add(filho2);
}
}
//substituo a geração antiga pela nova
cromossomos = novaGeracao;
}
foreach (var item in cromossomos)
{
//Coloca o agente na posição inicial
Agente agente = new Agente()
{
posicao = new Posicao()
{
coluna = 0, linha = 0
}
};
foreach (var movimento in item.movimentos)
{
if (movimento == 1) //direita
{
if (!encontrouImpedimento(item, agente.posicao.linha, agente.posicao.coluna + 1)) //tem parede? ou to no boundary?
{
agente.posicao.coluna = agente.posicao.coluna + 1;
item.movimentosValidos.Add(new Posicao()
{
coluna = agente.posicao.coluna, linha = agente.posicao.linha
});
if (encontrouSaida(agente.posicao.linha, agente.posicao.coluna))
{
agenteEncontrouSaida = true;
item.encontrouSaida = true;
break;
}
}
}
else if (movimento == 2) //esquerda
{
if (!encontrouImpedimento(item, agente.posicao.linha, agente.posicao.coluna - 1)) //tem parede? ou to no boundary?
{
agente.posicao.coluna = agente.posicao.coluna - 1;
item.movimentosValidos.Add(new Posicao()
{
coluna = agente.posicao.coluna, linha = agente.posicao.linha
});
if (encontrouSaida(agente.posicao.linha, agente.posicao.coluna))
{
agenteEncontrouSaida = true;
item.encontrouSaida = true;
break;
}
}
}
else if (movimento == 3) //cima
{
if (!encontrouImpedimento(item, agente.posicao.linha - 1, agente.posicao.coluna)) //tem parede? ou to no boundary?
{
agente.posicao.linha = agente.posicao.linha - 1;
item.movimentosValidos.Add(new Posicao()
{
coluna = agente.posicao.coluna, linha = agente.posicao.linha
});
if (encontrouSaida(agente.posicao.linha, agente.posicao.coluna))
{
agenteEncontrouSaida = true;
item.encontrouSaida = true;
break;
}
}
}
else if (movimento == 4) //baixo
{
if (!encontrouImpedimento(item, agente.posicao.linha + 1, agente.posicao.coluna)) //tem parede? ou to no boundary?
{
agente.posicao.linha = agente.posicao.linha + 1;
item.movimentosValidos.Add(new Posicao()
{
coluna = agente.posicao.coluna, linha = agente.posicao.linha
});
if (encontrouSaida(agente.posicao.linha, agente.posicao.coluna))
{
agenteEncontrouSaida = true;
item.encontrouSaida = true;
break;
}
}
}
else if (movimento == 5) //cima_direita
{
if (!encontrouImpedimento(item, agente.posicao.linha - 1, agente.posicao.coluna + 1)) //tem parede? ou to no boundary?
{
agente.posicao.linha = agente.posicao.linha - 1;
agente.posicao.coluna = agente.posicao.coluna + 1;
item.movimentosValidos.Add(new Posicao()
{
coluna = agente.posicao.coluna, linha = agente.posicao.linha
});
if (encontrouSaida(agente.posicao.linha, agente.posicao.coluna))
{
agenteEncontrouSaida = true;
item.encontrouSaida = true;
break;
}
}
}
else if (movimento == 6) //cima_esquerda
{
if (!encontrouImpedimento(item, agente.posicao.linha - 1, agente.posicao.coluna - 1)) //tem parede? ou to no boundary?
{
agente.posicao.linha = agente.posicao.linha - 1;
agente.posicao.coluna = agente.posicao.coluna - 1;
item.movimentosValidos.Add(new Posicao()
{
coluna = agente.posicao.coluna, linha = agente.posicao.linha
});
if (encontrouSaida(agente.posicao.linha, agente.posicao.coluna))
{
agenteEncontrouSaida = true;
item.encontrouSaida = true;
break;
}
}
}
else if (movimento == 7) //baixo_direita 7
{
if (!encontrouImpedimento(item, agente.posicao.linha + 1, agente.posicao.coluna + 1)) //tem parede? ou to no boundary?
{
agente.posicao.linha = agente.posicao.linha + 1;
agente.posicao.coluna = agente.posicao.coluna + 1;
item.movimentosValidos.Add(new Posicao()
{
coluna = agente.posicao.coluna, linha = agente.posicao.linha
});
if (encontrouSaida(agente.posicao.linha, agente.posicao.coluna))
{
agenteEncontrouSaida = true;
item.encontrouSaida = true;
break;
}
}
}
else if (movimento == 8) //baixo_esquerda 8
{
if (!encontrouImpedimento(item, agente.posicao.linha + 1, agente.posicao.coluna - 1)) //tem parede? ou to no boundary?
{
agente.posicao.linha = agente.posicao.linha + 1;
agente.posicao.coluna = agente.posicao.coluna - 1;
item.movimentosValidos.Add(new Posicao()
{
coluna = agente.posicao.coluna, linha = agente.posicao.linha
});
if (encontrouSaida(agente.posicao.linha, agente.posicao.coluna))
{
agenteEncontrouSaida = true;
item.encontrouSaida = true;
break;
}
}
}
}
item.peso = calculaAptidao(item, caminhosLivres);
if (agenteEncontrouSaida)
{
break;
}
}
printaGeracao(count, cromossomos);
var melhor = (from cromossomo in cromossomos
orderby cromossomo.encontrouSaida descending, cromossomo.peso descending
select cromossomo).FirstOrDefault();
printaMelhorCromossomo(count, melhor);
Console.WriteLine();
Console.WriteLine();
//Thread.Sleep(1000);
count++;
}
// Keep the console window open in debug mode.
Console.WriteLine("Press any key to exit.");
Console.ReadKey();
}
