public List<osobnik> krzyzowanie_rownomierne(List<osobnik> populacja, List<int> wylosowani, double p_mutacji, List<List<gen>> l_tab_r)
{
List <osobnik> dzieci = new List<osobnik>();
osobnik drzewo;
List<gen> dziecko1;
List<gen> dziecko2;
int j;
List<int> wektor = new List<int>();
dzieci.Clear();
j=1;
for (int i = 0; i < wylosowani.Count(); i += 2) //tworzenie nowej populacji
{
dziecko1 = new List<gen>();
dziecko2 = new List<gen>();
wektor.Clear();
for (int c = 0; c < populacja[i].chromosom.Count(); c++)
{
wektor.Add(Multi.Form1.x.Next(0,2));
}
for (int k = 0; k < populacja[i].chromosom.Count(); k++) //reprodukcja
{
if(wektor[k] == 0)
{
dziecko1.Add(siec.DeepCopy(populacja[wylosowani[j]].chromosom[k]));
dziecko2.Add(siec.DeepCopy(populacja[wylosowani[i]].chromosom[k]));
}
else if (wektor[k] == 1)
{
dziecko1.Add(siec.DeepCopy(populacja[wylosowani[i]].chromosom[k]));
dziecko2.Add(siec.DeepCopy(populacja[wylosowani[j]].chromosom[k]));
}
}//reprodukcja
mutacja(p_mutacji, dziecko1, l_tab_r); //mutacja dziecko1
drzewo = new osobnik(dziecko1, -1); //dodanie dziecka do populacji
dzieci.Add(drzewo);
mutacja(p_mutacji, dziecko1, l_tab_r); //mutacja dziecko1
drzewo = new osobnik(dziecko2, -1);//dodanie dziecka do populacji
dzieci.Add(drzewo);
j += 2;
}
return dzieci;
}
public bool algorytm_genetyczny(int p_pocz, Int16 m_generowania, Int16 m_selekcji, Int16 m_krzyzowania, double p_mutacji, siec[] graf, int[] odbiorcy, int ile_sciezek, int ile_pokolen, int delta )
{
System.IO.StreamWriter plik = System.IO.File.AppendText(@"AG.txt");
System.IO.StreamWriter plikcsv = System.IO.File.AppendText(@"AG.csv");
List<List<gen>> l_tab_r = new List<List<gen>>(); //lista tablic routingu (baza genów)
List<gen> drzewo ; //drzewo transmisji multicas
List<osobnik> populacja = new List<osobnik>(); //populacja osobników
osobnik chromosom; //chromosom (drzewo transmisji)
List<int> wylosowani = new List<int>(); //lista wybranych do krzyżowania osobników
List<osobnik> dzieci = new List<osobnik>(); //lista dzieci
List<osobnik> dzieci_nowe = new List<osobnik>();
dzieci.Clear();
l_tab_r.Clear();
dzieci_nowe.Clear();
////////////////////////////// 1 Generowanie populacji poczatkowej//////////////////////////////////
#region
switch (m_generowania)
{
case 1://generuje tablice routingu przeszukując grf w szerz
int rand1 = 0;
populacja.Clear();
for (int i = 1; i < odbiorcy.Count(); i++)
{
l_tab_r.Add(Generowanie_BFS(graf, ile_sciezek, odbiorcy[0], odbiorcy[i]));
}
for (int j = 0; j < p_pocz; j++)
{
drzewo = new List<gen>(odbiorcy.Count()-1);
for (int i = 0; i < odbiorcy.Count() - 1; i++)
{
rand1 = Multi.Form1.x.Next(0, l_tab_r[i].Count());
drzewo.Add(siec.DeepCopy(l_tab_r[i][rand1]));
}
chromosom = new osobnik(drzewo, -1);
populacja.Add(chromosom);
}
/*
siec node;
for (int k = 0; k < populacja.Count(); k++)
{
Debug.WriteLine("");
Debug.WriteLine("Osobnik ("+k+")");
for (int i = 0; i < populacja[k].chromosom.Count(); i++)
{
for (node = populacja[k].chromosom[i].sciezka; node != null; node = node.next)
{
Debug.Write(node.from + " -> ");
}
Debug.Write(odbiorcy[0] + " " + populacja[k].chromosom[i].cost + " " + populacja[k].chromosom[i].delay);
Debug.WriteLine("");
}
}
Debug.WriteLine("Koniec_inicjacji");*/
break;
case 2:
populacja.Clear();
int rand2 = 0;
for (int i = 1; i < odbiorcy.Count(); i++)
{
l_tab_r.Add(Generowanie_YEN(graf, ile_sciezek, odbiorcy[0], odbiorcy[i]));
}
for (int j = 0; j < p_pocz; j++)
{
drzewo = new List<gen>(odbiorcy.Count()-1);
for (int i = 0; i < odbiorcy.Count() - 1; i++)
{
rand2 = Multi.Form1.x.Next(0, l_tab_r[i].Count());
drzewo.Add(siec.DeepCopy(l_tab_r[i][rand2]));
}
chromosom = new osobnik(drzewo, -1);
populacja.Add(chromosom);
}
/* siec node1;
for (int k = 0; k < populacja.Count(); k++)
{
Debug.WriteLine("");
Debug.WriteLine("Osobnik ("+k+")");
for (int i = 0; i < populacja[k].chromosom.Count(); i++)
{
for (node1 = populacja[k].chromosom[i].sciezka; node1 != null; node1 = node1.next)
{
Debug.Write(node1.to + " -> ");
if (node1.next == null) { Debug.Write(node1.from); }
}
Debug.Write(" " + populacja[k].chromosom[i].cost + " " + populacja[k].chromosom[i].delay);
Debug.WriteLine("");
}
}
Debug.WriteLine("Koniec_inicjacji");
*/
break;
}//Gen_populacji
#endregion//
///////////////////////////////////2 ocena populacji ///////////////////////////////////////////////
ocena_przyst(populacja, delta);
// for (int i = 0; i < populacja.Count(); i++) { Debug.WriteLine(populacja[i].przystosowanie); }
///////////////////////////////// 3 selekcja osobnikow///////////////////////////////////////////////
for (int ile_pok = 0; ile_pok < ile_pokolen; ile_pok++)
{
#region
switch (m_selekcji)
{
case 1:
wylosowani = selekcja_ruletka(populacja);
break;
case 2:
wylosowani = selekcja_turniej(populacja);
break;
case 3:
wylosowani = selekcja_ranking(populacja);
break;
}//selekcja
#endregion
/////////////////////////////////// 4 krzyżowanie ///////////////////////////////////////////////////
#region
switch (m_krzyzowania)
{
case 1:
dzieci.Clear();
dzieci = krzyzowanie_jednop(populacja, wylosowani, p_mutacji, l_tab_r);
break;
case 2:
dzieci.Clear();
dzieci = krzyzowanie_dwup(populacja, wylosowani, p_mutacji, l_tab_r);
break;
case 3:
dzieci.Clear();
dzieci = krzyzowanie_rownomierne(populacja, wylosowani, p_mutacji, l_tab_r);
break;
}//krzyżowanie
//sukcesja
#endregion
/////////////////////////////// 5 redukcja duplikatów //////////////////////////////////////////////
dzieci = redukcja_duplikatów(dzieci, l_tab_r);
populacja = sukcesja(dzieci, populacja);
ocena_przyst(populacja, delta);
}/////główna pętla iteracja pokoleń
populacja = populacja.OrderByDescending(o => o.przystosowanie).ToList();
/////////////////////////////////////6 zapis wyniku /////////////////////////////////////////////////
#region
begin:
double koszt = 0, opoznienie = 0; ;
siec pomoc = new siec();
siec pomoc2 = new siec();
int n = Convert.ToInt16(graf.Count());
siec[] lista_sciezek = new siec[odbiorcy.Count() - 1];
bool[][] kontrolka1 = new bool[n][];
for (int i = 0; i < n; i++)
{
kontrolka1[i] = new bool[n];
}
//zerowanie kontrolki
for (int f = 0; f < n; f++)
{
for (int h = 0; h < n; h++)
{
kontrolka1[f][h] = false;
}
}
siec[] mst = new siec[n];
siec nowy2;
for (int i = 0; i < n; i++)
{
mst[i] = null;
}
for (int i = 0; i < odbiorcy.Count() - 1; i++)
{
for (pomoc2 = populacja[0].chromosom[i].sciezka; pomoc2 != null; pomoc2 = pomoc2.next)
{
if (kontrolka1[pomoc2.from][pomoc2.to] != true && kontrolka1[pomoc2.to][pomoc2.from] != true)
{
nowy2 = new siec(pomoc2.cost, pomoc2.delay, pomoc2.from, pomoc2.to, pomoc2.id, mst[pomoc2.to]); //tworzenie nowej krawedzi
mst[pomoc2.to] = nowy2;
nowy2 = new siec(pomoc2.cost, pomoc2.delay, pomoc2.to, pomoc2.from, pomoc2.id, mst[pomoc2.from]);
mst[pomoc2.from] = nowy2;
kontrolka1[pomoc2.to][pomoc2.from] = true;
kontrolka1[pomoc2.from][pomoc2.to] = true;
}
}
}
int sc = 0;
for (int j = 1; j < odbiorcy.Count(); j++)
{
lista_sciezek[sc] = pomoc.sciezka(odbiorcy[0], odbiorcy[j], n, mst, "cost"); //obliczam sciezk
if (lista_sciezek[sc] == null)
{
plikcsv.WriteLine("zly wynik " + odbiorcy[j]);
populacja.RemoveAt(0);
goto begin;
}
sc++;
}
for (int i = 0; i < n; i++)
{
kontrolka1[i] = new bool[n];
}
siec[] mst2 = new siec[n];
for (int i = 0; i < n; i++)
{
mst2[i] = null;
}
for (int i = 0; i < lista_sciezek.Count(); i++)
{
for (pomoc2 = lista_sciezek[i]; pomoc2 != null; pomoc2 = pomoc2.next)
{
if (kontrolka1[pomoc2.from][pomoc2.to] != true && kontrolka1[pomoc2.to][pomoc2.from] != true)
{
nowy2 = new siec(pomoc2.cost, pomoc2.delay, pomoc2.from, pomoc2.to, pomoc2.id, mst2[pomoc2.to]); //tworzenie nowej krawedzi
mst2[pomoc2.to] = nowy2;
nowy2 = new siec(pomoc2.cost, pomoc2.delay, pomoc2.to, pomoc2.from, pomoc2.id, mst2[pomoc2.from]);
mst2[pomoc2.from] = nowy2;
kontrolka1[pomoc2.to][pomoc2.from] = true;
kontrolka1[pomoc2.from][pomoc2.to] = true;
}
}
}
for (int f = 0; f < n; f++)
{ //zerowanie kontrolki
for (int h = 0; h < n; h++)
{
kontrolka1[f][h] = false;
}
}
for (int i = 0; i < n; i++) //oblicza calkowity koszt drzewa multicast
{
pomoc = mst2[i];
if (pomoc != null)
{
while (pomoc != null)
{
if (kontrolka1[pomoc.from][pomoc.to] != true && kontrolka1[pomoc.to][pomoc.from] != true)
{
koszt = koszt + pomoc.cost;
opoznienie = opoznienie + pomoc.delay;
kontrolka1[pomoc.to][pomoc.from] = true;
kontrolka1[pomoc.from][pomoc.to] = true;
}
pomoc = pomoc.next;
}
}
}
Debug.Write("\n");
Debug.Write("Koszt drzewa multicast wynosi = ");
Debug.Write(koszt);
Debug.Write("\n");
Debug.Write("\n");
Debug.Write("\n");
Debug.Write("DRZEWO MULTICAST ");
Debug.Write("\n");
Debug.Write("\n");
plik.WriteLine("\n" + "delta = " + delta + "\n");
plik.WriteLine("\n" + "Koszt drzewa multicast wynosi = " + koszt + "\n");
plikcsv.WriteLine(koszt);
plik.WriteLine("\n" + "Nadawca = " + odbiorcy[0] + "\n");
plik.Write("Odbiorcy = ");
for (int i = 1; i < odbiorcy.Count(); i++)
{
plik.Write(odbiorcy[i] + ", ");
}
plik.WriteLine("");
plik.WriteLine("");
plik.WriteLine("\n" + "DRZEWO MULTICAST " + "\n");
for (int i = 0; i < n; i++) //wyswietla Lsonsiadow graf_kpp
{
pomoc = mst2[i];
if (pomoc != null)
{
Debug.Write("DMT[");
Debug.Write(i);
Debug.Write("] =");
plik.Write("DMT[" + i + "] ->");
while (pomoc != null)
{
Debug.Write(" " + pomoc.to + " ");
plik.Write(" " + pomoc.to + " ");
pomoc = pomoc.next;
}
Debug.Write("\n");
plik.WriteLine("");
}
}
Debug.Write("\n");
#endregion
Debug.WriteLine(koszt);
plik.Close();
plikcsv.Close();
return true;
// MessageBox.Show("Koszt drzewa transmisji grupowej wynosi: " + Convert.ToString(koszt) + " \n " + Convert.ToString(opoznienie));
}
public List<osobnik> krzyzowanie_jednop(List<osobnik> populacja, List<int> wylosowani, double p_mutacji, List<List<gen>>l_tab_r )
{
List <osobnik> dzieci = new List<osobnik>();
osobnik drzewo;
List<gen> dziecko1;
List<gen> dziecko2;
int j, p_ciecia;
dzieci.Clear();
j=1;
for (int i = 0; i < wylosowani.Count(); i += 2) //tworzenie nowej populacji
{
p_ciecia = Multi.Form1.x.Next(1, populacja[i].chromosom.Count()); //losowanie punktu cięcia
dziecko1 = new List<gen>();
dziecko2 = new List<gen>();
for (int k = 0; k < populacja[i].chromosom.Count(); k++ )
{
if(k<p_ciecia)
{
dziecko1.Add(siec.DeepCopy(populacja[wylosowani[i]].chromosom[k]));
dziecko2.Add(siec.DeepCopy(populacja[wylosowani[j]].chromosom[k]));
}
if(k>=p_ciecia)
{
dziecko1.Add(siec.DeepCopy(populacja[wylosowani[j]].chromosom[k]));
dziecko2.Add(siec.DeepCopy(populacja[wylosowani[i]].chromosom[k]));
}
} //reprodukcja
mutacja(p_mutacji, dziecko1, l_tab_r); //mutacja dziecko1
drzewo = new osobnik(dziecko1, -1);
dzieci.Add(drzewo);
mutacja(p_mutacji, dziecko2, l_tab_r); //mutacja dziecko2
drzewo = new osobnik(dziecko2, -1);
dzieci.Add(drzewo);
j += 2;
}
return dzieci;
}
public List<osobnik> redukcja_duplikatów(List<osobnik> populacja_do_spr, List<List<gen>> l_tab_r)
{
List<osobnik> dzieci_nowe = new List<osobnik>();
osobnik nowy;
siec gen1,gen2;
int drzewo;
for (int c = 0; c < populacja_do_spr.Count(); c++ )
{
dzieci_nowe.Add(null);
}
for (int i = 0; i < populacja_do_spr.Count(); i++) //porównanie wszystkich dzieci
{
for (int j = i+1; j < populacja_do_spr.Count(); j++)//porównanie ze innymi dziećmi
{
if (i != j)//nie porównuje do samego siebie
{
drzewo = 0;
for (int k = 0; k < populacja_do_spr[i].chromosom.Count(); k++) //porównywanie osobników
{
gen1 = populacja_do_spr[i].chromosom[k].sciezka;
gen2 = populacja_do_spr[j].chromosom[k].sciezka;
if (gen1.from == gen2.from && gen1.to == gen2.to)
{
for (; gen1 != null; gen1 = gen1.next)
{
if (gen1.from == gen2.from && gen1.to == gen2.to)
{
if (gen2 != null)
{
gen2 = gen2.next;
}
}
else
{
break;
}
}
drzewo++;
}
else
{
break;
}
}
if (drzewo == populacja_do_spr[i].chromosom.Count())
{
List<gen> chromos = new List<gen>();
nowy = new osobnik(chromos, -1);
for (int z = 0; z < populacja_do_spr[i].chromosom.Count(); z++)
{
nowy.chromosom.Add(siec.DeepCopy(l_tab_r[z][Multi.Form1.x.Next(0, l_tab_r[z].Count())]));
}
dzieci_nowe[j] = nowy;
// Debug.WriteLine("redukcja_duplikatów " + i+ " " +j);
}
}
}
}//for - porównanie wszystkich dzieci
for (int c = 0; c < populacja_do_spr.Count(); c++)
{
if (dzieci_nowe[c] == null)
dzieci_nowe[c] = siec.DeepCopy(populacja_do_spr[c]);
}
return dzieci_nowe;
}
