public static AdditivePopulation OnePointCrossover(
AdditivePopulation initPop,
int newGenerationNumber)
{
// Для начала проверим валидность данных
// Если в популяции ноль особей, то ошибка
if (initPop.Count < 1)
{
throw new ArgumentException("Can not perform crossover on a population with 0 units in it");
}
// Если номер нового (следующего) поколения меньше или равен
// номеру текущего, то ошибка
if (newGenerationNumber <= initPop.GetMaxGenerationNumber())
{
throw new Exception("New generation number is lesser than current");
}
// Все в порядке, можно проводить скрещивание
// Генератор случайных чисел
Random rnd = new Random(DateTime.Now.Millisecond + DateTime.Now.Second);
// Для создания пар сформируем стек.
// 1. Заполним его случайным образом (в случ.
// порядке) всеми имеющимися особями.
// 2. Будем доставать по две и скрещивать их между собой.
// 3. Если осталось 0 особей, то конец.
// 4. Если осталась 1 особь, то инверсия и goto п. 3.
Stack <int> unitsStack = new Stack <int>();
int maxUnitNumber = initPop.GetMaxUnitNumber();
while (unitsStack.Count < initPop.Count)
{
// Выберем из популяции случайную особь
int rndNumber = -1;
while (!IsValidRandomUnit(rndNumber, unitsStack, initPop))
{
// "+ 1" из-за особенностей реализации метода
// Random.Next(Int32, Int32). Если не будет "+ 1",
// то maxUnitNumber не выпадет никогда
rndNumber = rnd.Next(0, maxUnitNumber + 1);
}
// Номер подходящий, добавим его в стек
unitsStack.Push(rndNumber);
}
// Теперь стек заполнен номерами имеющихся особей в
// случайном порядке
// Будем доставать оттуда по две, пока там не останется
// 0 или 1 особь, и скрещивать
while (unitsStack.Count >= 2)
{
int firstParent = unitsStack.Pop();
int secondParent = unitsStack.Pop();
AdditiveCrossover.CrossTwoUnits(
ref initPop,
firstParent,
secondParent,
newGenerationNumber);
}
// Если осталось 0 особей, то всё готово, вернем
// популяцию
if (unitsStack.Count == 0)
{
return(initPop);
}
else
{
// Иначе же осталась 1 особь и мы должны выполнить инверсию
AdditiveCrossover.Inversion(
ref initPop,
unitsStack.Pop(),
newGenerationNumber);
return(initPop);
}
}
public static AdditivePopulation TournamentSelection(
AdditivePopulation initPop,
int selectionLimit)
{
// Сначала проверим: если надо отобрать больше, чем есть,
// то выбросим ошибку
if (selectionLimit > initPop.Count)
{
throw new ArgumentException("Number of units to be selected is greater than number of units in population");
}
// Если надо отобрать столько же, сколько есть, просто
// вернем входную популяцию
if (selectionLimit == initPop.Count)
{
return(initPop);
}
// Список номеров отобранных особей
List <int> selectedUnitNumbers = new List <int>();
// Рандомайзер для выбора случайных особей
Random rnd = new Random(DateTime.Now.Millisecond + DateTime.Now.Second);
// Флагом того, что пора прекртатить итерации отбора,
// будет служить совпадение количества отобранных
// особей (в списке, объявленном выше) и переданного
// в качестве аргумента требуемого количества
int maxUnitNumber = initPop.GetMaxUnitNumber();
while (selectedUnitNumbers.Count != selectionLimit)
{
// В этом цикле будет проходить разбиение на пары
// и выбор лучшей особи из пары
// Список пары отобранных для турнира особей
List <int> selectedPair = new List <int>();
// Проверим: если среди неотобранных особей осталось всего две,
// то составим из них пару и не будем морочить себе голову
// случайностями
if ((initPop.Count - selectedUnitNumbers.Count) == 2)
{
foreach (AdditiveIndividual unit in initPop)
{
if (IsValidPairUnit(unit.Number, selectedPair, selectedUnitNumbers, initPop))
{
selectedPair.Add(unit.Number);
}
}
}
// Флагом остановки выбора случайной особи в пару
// будет служить наличие двух отобранных особей
while (selectedPair.Count != 2)
{
// Будем выбирать случайное число в диапазоне
// от 0 до значения счетчика особей в популяции
// до тех пор, пока не наткнемся на особь, которую
// можно отобрать в турнирную пару
int rndNumber = -1;
while (!IsValidPairUnit(rndNumber, selectedPair, selectedUnitNumbers, initPop))
{
// "+ 1" из-за особенностей реализации метода
// Random.Next(Int32, Int32). Если не будет "+ 1",
// то maxUnitNumber не выпадет никогда
rndNumber = rnd.Next(0, maxUnitNumber + 1);
}
// Когда найден подходящий номер, добавим его в пару
selectedPair.Add(rndNumber);
}
// Выберем из пары наиболее приспособленную особь
// (ту, у которой значение функции приспособленности
// лучше - то есть меньше, потому что мы работаем с
// аддитивным критерием)
if (opt.Helpers.Comparer.IsFirstValueBetter(
initPop[selectedPair[0]].FitnessValue,
initPop[selectedPair[1]].FitnessValue,
opt.DataModel.CriterionType.Minimizing))
{
// Первая особь лучше второй
selectedUnitNumbers.Add(selectedPair[0]);
}
else
{
// Вторая особь лучше первой
selectedUnitNumbers.Add(selectedPair[1]);
}
}
// Пометим на удаление все особи, кроме отобранных во время турнира
foreach (AdditiveIndividual unit in initPop)
{
if (!selectedUnitNumbers.Contains(unit.Number))
{
initPop.MarkForRemoval(unit.Number);
}
}
// Удалим помеченные особи
initPop.RemoveMarked();
// Вернем результат
return(initPop);
}
