public static Specimen InversionMutation(Specimen osobnik, Random random)
{
int k1 = 1 + random.Next(osobnik.body.GetLength(0) - 2); //Nie chce 'stawiac kreski' przed pierwszym i po ostatnim elemencie
int k2 = 1 + random.Next(osobnik.body.GetLength(0) - 2);
while (k1 == k2) //Jeżeli wylosuje w tym samym miejscu to losuj dalej
{
k2 = 1 + random.Next(osobnik.body.GetLength(0) - 2);
}
int k1temp = Math.Min(k1, k2);
int k2temp = Math.Max(k1, k2);
k1 = k1temp;
k2 = k2temp;
//if (k1 < k2)
//{
for (int i = k1, j = k2; i < j; i++, j--)
{
int TempGene = osobnik.body[i];
osobnik.body[i] = osobnik.body[j];
osobnik.body[j] = TempGene;
}
//}
//else
//{
// for (int i = k2, j = k1; i < j; i++, j--)
// {
// int TempGene = osobnik.body[i];
// osobnik.body[i] = osobnik.body[j];
// osobnik.body[j] = TempGene;
// }
//}
osobnik.rate = osobnik.rateSelf();
return(osobnik);
}
public Specimen(Specimen specimen)
{
n = specimen.n; //Długość tablicy; problemu rozwazanego (52 dla Berlin52)
body = new int[specimen.body.Length]; //Ciało osobnika;
Array.Copy(specimen.body, body, specimen.body.Length);
rate = specimen.rate; //Ocena osobnika
data = specimen.data;
}
public void Populate(Random rnd)
{
specimen = new Specimen[amountOfSpecimen]; //Stwórz tablice o wielkosci m (arbitralnej)
for (int i = 0; i < amountOfSpecimen; i++)
{
specimen[i] = new Specimen(amountOfPoints, rnd, data);
}
}
public Specimen[] Repopulate(int SizeOfNewPopulation, int SizeOfTournament)
{
Specimen[] result = new Specimen[SizeOfNewPopulation];
for (int i = 0; i < SizeOfNewPopulation; i++)
{
result[i] = Tournament(SizeOfTournament);
}
return(result);
}
public Specimen Tournament(int sizeOfTournament)
{
Specimen[] specimen = new Specimen[sizeOfTournament];
int[] specimenRated = new int[sizeOfTournament];
for (int i = 0; i < sizeOfTournament; i++)
{
int temp = random.Next(Population.amountOfSpecimen);
specimen[i] = Population.specimen[temp];
specimenRated[i] = Population.ratedSpecimen[temp];
}
int currentLowest = specimenRated[0];
int currentLowestIndex = 0;
for (int i = 0; i < sizeOfTournament; i++)
{
if (specimenRated[i] < currentLowest)
{
currentLowest = specimenRated[i];
currentLowestIndex = i;
}
}
return(specimen[currentLowestIndex]);
}
public static Specimen OXCrossOver(Specimen osobnik1, Specimen osobnik2, Random random)
{
int k1 = 1 + random.Next(osobnik1.body.GetLength(0) - 2); //Nie chce 'stawiac kreski' przed pierwszym i po ostatnim elemencie
int k2 = 1 + random.Next(osobnik1.body.GetLength(0) - 2);
Queue <int> usedValues = new Queue <int>();
Specimen Offspring = new Specimen(osobnik1.body.GetLength(0), osobnik1.data);
while (k1 == k2) //Jeżeli wylosuje w tym samym miejscu to losuj dalej
{
k2 = 1 + random.Next(osobnik1.body.GetLength(0) - 2);
}
if (k1 > k2)
{
int tempK = k1;
k1 = k2;
k2 = tempK;
}
for (int i = k1; i <= k2; i++) //Przepisuje ciało
{
Offspring.body[i] = osobnik1.body[i];
usedValues.Enqueue(Offspring.body[i]);
}
//Lista (FIFO)dostepnych wartosci
Queue <int> aviableValues = new Queue <int>();
//int[] tempArray = new int[Offspring.body.GetLength(0) - (k2 - k1)];
for (int i = k2 + 1; i < Offspring.body.GetLength(0); i++)
{
//Jezeli Osobnik2.body[i] nie nalezy do listy uzytych wartosci
//Spushuj do FIFO
if (!(usedValues.Contains(osobnik2.body[i])))
{
aviableValues.Enqueue(osobnik2.body[i]);
}
}
for (int i = 0; i < k2 + 1; i++)
{
//Jezeli Osobnik2.body[i] nie nalezy do listy uzytych wartosci
//Spushuj do FIFO
if (!(usedValues.Contains(osobnik2.body[i])))
{
aviableValues.Enqueue(osobnik2.body[i]);
}
}
//////////////////////
for (int i = k2 + 1; i < Offspring.body.GetLength(0); i++)
{
//Offspring.body[i] = Pierwszy z FIFO
Offspring.body[i] = aviableValues.Dequeue();
}
for (int i = 0; i < k1; i++)
{
//Offspring.body[i] = Pierwszy z FIFO
Offspring.body[i] = aviableValues.Dequeue();
}
Offspring.rate = Offspring.rateSelf();
return(Offspring);
}
static void Main(string[] args)
{
string path = @"D:\komiwoj\Komiwoj\berlin52.txt";
int amountOfSpecimenToProduce = 100; //20 jest tu arbitralna wielkoscia tablicy specimenow
double mutationChance = 0.05;
double crossoverChance = 0.95;
int sizeOfTournament = 20; //Do ustalania jako paramter
int sizeOfNewPopulation = 100; //
DataReader data = new DataReader(path);
Population population = new Population(amountOfSpecimenToProduce, data);
population.Populate(random);
//population.Rate();
//Okej paramtery
//int amountOfSpecimenToProduce = 600;
//double mutationChance = 0.05;
//double crossoverChance = 0.55;
//int sizeOfTournament = 60;
//////////////////////////////
//Debug losowosc populacja//////
//////////////////////////////
//for (int i = 0; i < amountOfSpecimenToProduce; i++)
//{
// System.Console.WriteLine(population.ratedSpecimen[i]);
//}
//System.Console.ReadKey();
//////////////////////////////
//Debug seleckja turniejowa///
//////////////////////////////
//CompetetiveSelection cs = new CompetetiveSelection(population, random);
//Population newPopulationCompetetive = new Population(cs.Repopulate(sizeOfNewPopulation, sizeOfTournament), data);
//newPopulationCompetetive.Rate();
//System.Console.WriteLine("Po selekcji");
//for (int i = 0; i < newPopulationCompetetive.amountOfSpecimen; i++)
//{
// System.Console.WriteLine(newPopulationCompetetive.ratedSpecimen[i]);
//}
//System.Console.ReadKey();
//////////////////////////////
//Debug seleckja ruletki//////
//////////////////////////////
//RouletteSelection rs = new RouletteSelection(population, random);
//Population newPopulationRoulette = new Population(rs.Roulette(sizeOfNewPopulation), data);
//newPopulationRoulette.Rate();
//for (int i = 0; i < newPopulationRoulette.amountOfSpecimen; i++)
//{
// System.Console.WriteLine(newPopulationRoulette.ratedSpecimen[i]);
//}
//System.Console.ReadKey();
//////////////////////////////
//Część właściwa programu/////
//////////////////////////////
int LowestRateFound = 35000; //Arbitralnie duza wartosc bo sie kompilator czepia ze mozliwe ze sie nie zincjalizuje
Specimen BestSpeciman = new Specimen(); //Przechowam najlepszego osobnika by sprawdzic jaka trase objal
/////////////////////////////////////////////
//Selekcja turniejowa; i - liczba iteracji///
/////////////////////////////////////////////
Population iteration = new Population(sizeOfNewPopulation, data); //Zainicjalizowane żeby kompilator sie nie czepial o niezaicjalizowana zmienna (bo powinien być do while zamiast if)
CompetetiveSelection selectedPopulation;
for (int i = 0; i < 1000; i++)
{
if (i == 0)
{
selectedPopulation = new CompetetiveSelection(population, random);
iteration = new Population(selectedPopulation.Repopulate(sizeOfNewPopulation, sizeOfTournament), data);
iteration.Mutate(mutationChance, random);
iteration.CrossOver(crossoverChance, random);
for (int j = 0; j < iteration.amountOfSpecimen; j++)
{
if (iteration.ratedSpecimen[j] < LowestRateFound)
{
LowestRateFound = iteration.ratedSpecimen[j];
BestSpeciman = iteration.specimen[j];
}
}
}
else
{
selectedPopulation = new CompetetiveSelection(iteration, random);
iteration = new Population(selectedPopulation.Repopulate(sizeOfNewPopulation, sizeOfTournament), data);
iteration.Mutate(mutationChance, random);
iteration.CrossOver(crossoverChance, random);
for (int j = 0; j < iteration.amountOfSpecimen; j++)
{
if (iteration.specimen[j].rate < LowestRateFound)
{
LowestRateFound = iteration.specimen[j].rate;
BestSpeciman = new Specimen(iteration.specimen[j]);
}
}
}
////////////////////////////
//Wyswietlanie iteracji/////
////////////////////////////
//if (i % 100 == 0)
//{
// System.Console.WriteLine("Po Iteracjach {0}, Mutacja: {1}, Crossover: {2}", i, mutationChance, crossoverChance);
// for (int j = 0; j < iteration.amountOfSpecimen; j++)
// {
// //System.Console.WriteLine(iteration.ratedSpecimen[j]);
// }
// System.Console.WriteLine("Najlepszy:{0}", LowestRateFound);
// System.Console.ReadKey();
//}
}
////////////////////////////
//Selekcja ruletkowa////////
////////////////////////////
//RouletteSelection selectedPopulation1;
//for (int i = 0; i < 10000; i++)
//{
// if (i == 0)
// {
// selectedPopulation1 = new RouletteSelection(population, random);
// iteration = new Population(selectedPopulation1.Roulette(sizeOfNewPopulation), data);
// iteration.Mutate(mutationChance, random);
// iteration.CrossOver(crossoverChance, random);
// for (int j = 0; j < iteration.amountOfSpecimen; j++)
// {
// if (iteration.ratedSpecimen[j] < LowestRateFound)
// {
// LowestRateFound = iteration.ratedSpecimen[j];
// BestSpeciman = iteration.specimen[j];
// }
// }
// }
// else
// {
// selectedPopulation1 = new RouletteSelection(iteration, random);
// iteration = new Population(selectedPopulation1.Roulette(sizeOfNewPopulation), data);
// iteration.Mutate(mutationChance, random);
// iteration.CrossOver(crossoverChance, random);
// for (int j = 0; j < iteration.amountOfSpecimen; j++)
// {
// if (iteration.ratedSpecimen[j] < LowestRateFound)
// {
// LowestRateFound = iteration.ratedSpecimen[j];
// BestSpeciman = iteration.specimen[j];
// }
// }
// }
//}
////////////////////////////////
//Wyniki - ostatnia populacja///
////////////////////////////////
System.Console.WriteLine("Po Iteracjach");
for (int i = 0; i < iteration.amountOfSpecimen; i++)
{
//System.Console.WriteLine(iteration.ratedSpecimen[i]);
}
System.Console.WriteLine("Najlepszy:{0}", LowestRateFound);
String trasa = String.Empty;
foreach (int i in BestSpeciman.body)
{
if (String.IsNullOrEmpty(trasa))
{
trasa = trasa + Convert.ToString(i);
}
else
{
trasa = trasa + "-" + Convert.ToString(i);
}
}
System.Console.WriteLine(trasa);
System.Console.ReadKey();
}
public Specimen[] Roulette(int sizeOfRoulette)
{
Specimen[] specimen = new Specimen[sizeOfRoulette]; //Tablica na osobników którzy 'przychodzą' z poprzedniej populacji
Specimen[] specimenResult = new Specimen[sizeOfRoulette]; //Tablica osobników będących nową populacją
int[] specimenRated = new int[sizeOfRoulette]; //Tablica ocen osobników
double[] specimenProbability = new double[sizeOfRoulette]; //Tablica prawdopodobienstw kazdego z osobników
double[] probabilityTable = new double[sizeOfRoulette]; //Tablica ktora zlacza prawdopodobienstwo kazdgeo z osobnikow
double sumOfProbablity = 0; //Suma prawdopodobienstaa (dodaje sie do 1)
double highestProbability = 0;
int sumOfRoulette = 0; //Suma ruletki (sumuje wszystkie wartosci ocen)
for (int i = 0; i < sizeOfRoulette; i++) //Dla wielkości ruletki (wielkość nowej populacji)
{
int temp = random.Next(Population.amountOfSpecimen); //Wybieram losowego osobnika
specimen[i] = Population.specimen[temp]; //To co wyżej
specimenRated[i] = Population.specimen[temp].rate; //Zapamiętuje też jego ocenę
sumOfRoulette = sumOfRoulette + specimenRated[i]; //Suma ruletki powiększa się o ocenę
}
for (int i = 0; i < sizeOfRoulette; i++) //Dla wielkosci ruletki (wielkosci nowej populacji)
{
specimenProbability[i] = (double)specimenRated[i] / (double)sumOfRoulette; //Prawdopodobienstwo i-tego osobnika ze zostanie wylosowany
if (specimenProbability[i] > highestProbability)
{
highestProbability = specimenProbability[i];
}
//sumOfProbablity = sumOfProbablity + specimenProbability[i]; //Ile z "1" prawdopodobienstwa juz mam zajęte
//probabilityTable[i] = sumOfProbablity; //Jakiej wylosowanej liczbie < 1 będzie odpowiadał i-ty osobnik
}
for (int i = 0; i < sizeOfRoulette; i++) //Dla wielkosci ruletki (wielkosci nowej populacji)
{
sumOfProbablity = sumOfProbablity + specimenProbability[i]; //Ile z "1" prawdopodobienstwa juz mam zajęte
probabilityTable[i] = highestProbability - sumOfProbablity + 1; //Jakiej wylosowanej liczbie < 1 będzie odpowiadał i-ty osobnik
}
for (int i = 0; i < sizeOfRoulette; i++) //Dla wielkości ruletki (wielkosci nowej populacji)
{
double randomNumber = random.NextDouble(); //Losuje losowa liczbe (0,1>
for (int j = sizeOfRoulette - 1; j > 0; j--) //Dla całego zakresu (0,1>
{
if (j - 1 > 0 && randomNumber >= probabilityTable[j] && randomNumber < probabilityTable[j - 1]) //Jeżeli wylosowana liczba jest większa od pierwszej zmapowanej liczby i mniejsza od drugiej; to drugi osobnik jest tym wylosowanym
{
specimenResult[i] = specimen[j - 1];
break;
}
else if (randomNumber <= probabilityTable[j]) //Jezeli wylosowana liczba jest mniejsza od rozwazanej liczby to jest szukana liczba
{
specimenResult[i] = specimen[j];
break;
}
else if (randomNumber < probabilityTable[0] && randomNumber >= probabilityTable[1])
{
specimenResult[i] = specimen[0];
break;
}
//W przeciwnym razie szukam dalej na prawo
}
}
return(specimenResult);
}