// Entspricht in der Formel:
// Sum l( (t il) ^ alpha * (n il) ^ beta )
private double calculateSumFactorOfPossibleConnections(CTSPPoint currentPoint, CTSPPoint startPoint, CTSPPointList listOfPointsToTravel)
{
double sumFactorOfPossibleConnections = 0;
foreach (CTSPPoint possiblePoint in listOfPointsToTravel)
{
CConnection connection = mConnectionList.getConnection(currentPoint, possiblePoint);
double n_il = calculateLocalInformation(connection);
double t_il = calculatePheromoneTrail(connection);
sumFactorOfPossibleConnections += n_il * t_il;
}
// wir müssen natürlich auch den Weg zurück zum Startpunkt beachten, der darf aber nicht in der
// Liste der noch zu besuchenden Punkte stehen.
// Daher müssen wir diesen nochmal explizit am ende einbeziehen
CConnection startConnection = mConnectionList.getConnection(startPoint, currentPoint);
if (startConnection != null)
{
double start_n_il = calculateLocalInformation(startConnection);
double start_t_il = calculatePheromoneTrail(startConnection);
sumFactorOfPossibleConnections += start_n_il * start_t_il;
}
return(sumFactorOfPossibleConnections);
}
/// <summary>
/// fügt eine Verbindung in die Liste ein
/// </summary>
/// <param name="newConnection"></param>
public bool addConnection(CConnection newConnection)
{
if (mConnectionList != null)
{
if (mConnectionsAdded < mConnectionList.LongLength)
{
mConnectionList[mConnectionsAdded] = newConnection;
mConnectionsAdded++;
return(true);
}
}
return(false);
}
public void addPoint(CTSPPoint point)
{
if (mPoints.length() == 0)
{
mTourLength = 0;
}
else
{
CTSPPoint lastPointInList = mPoints.getPoint(mPoints.length() - 1);
CConnection additinalConnection = CConnectionList.getInstance().getConnection(lastPointInList, point);
mTourLength += additinalConnection.getDistance();
}
mPoints.addPoint(point);
}
public CTSPPoint decisionNextPoint(CTSPPoint currentPoint, CTSPPoint startPoint, CTSPPointList listOfPointsToTravel)
{
// Formel:
// (t ij) ^ alpha * (n ij) ^ beta
// p ij = ----------------------------------
// Sum l( (t il) ^ alpha * (n il) ^ beta )
//
// i = Startpunkt
// j = Zielpunkt
// l = ein Punkt von den noch zu Besuchenden Punkten
// zuerst berechnen wir mal den Divisor der Formel, da dieser einmal pro Bewegung berechnet werden muss
double sumFactorOfPossibleConnections = calculateSumFactorOfPossibleConnections(currentPoint, startPoint, listOfPointsToTravel);
// jetzt berechnen wir die probability p von allen Verbindungen und bestimmen die beste
double bestProbability = 0;
CTSPPoint bestTarget = null;
foreach (CTSPPoint possibleTarget in listOfPointsToTravel)
{
CConnection connection = mConnectionList.getConnection(currentPoint, possibleTarget);
// von diesem Punkt erstmal die Werte für (t ij) ^ alpha und (n ij) ^ beta berechnen.
// Damit haben wir dann die Werte für den Dividenten
double t_ij = calculatePheromoneTrail(connection);
double n_ij = calculateLocalInformation(connection);
// die probability berechnen
double probability = (t_ij * n_ij) / sumFactorOfPossibleConnections;
// die der probability-Wert höher besser?
if (probability > bestProbability)
{
// dann merken wir uns diesen Punkt
bestProbability = probability;
bestTarget = possibleTarget;
}
}
return(bestTarget);
}
public void startAlgorithm()
{
CProgressManager.setStepsIteration(mMaxIterations);
mConnectionList.SetInitialPheromone(mInitialPheromone);
mItertationsTextbox.Invoke(new Action(delegate()
{
mItertationsTextbox.Text = "0/" + mMaxIterations;
}));
DateTime startTime = DateTime.Now;
int iteration = 0;
bool bStopAlgorithm = false;
while ((iteration < mMaxIterations) && (bStopAlgorithm == false))
{
NewIteration();
// Evaporation (verdunstung)
//--------------------------------
// Dazu iterieren wir durch alle Verbindungen und lassen das Pheromon verdunsten
foreach (CConnection connection in mConnectionList)
{
connection.evaporate(mEvaporationFactor);
}
// Pheromon-Update
//--------------------------------
// Dazu durch alle Touren von allen Ameisen nachgehen und für jede Verbindung die
// Pheromonwerte neu berechnen
// Formel: delta(t ij) = Q / (distance ij)
foreach (CAnt ant in arrayOfAnts)
{
CTour antTour = ant.GetTour();
// wir fangen mit Index 1 an! Damit die Punkte der Verbindungen mit den Indizies
// index -1 und index geholt werden können
for (int pointIndex = 1; pointIndex < antTour.getListLength(); pointIndex++)
{
CTSPPoint fromPoint = antTour.getPoint(pointIndex - 1);
CTSPPoint toPoint = antTour.getPoint(pointIndex);
CConnection tourConnection = mConnectionList.getConnection(fromPoint, toPoint);
tourConnection.addPheromone(mPhermomoneUpdate);
}
}
CIterationList.getInstance().refreshStatisticNumbers();
mRenderWindow.Invoke(mRenderWindow.refreshDelegate);
CProgressManager.stepDone();
mItertationsTextbox.Invoke(new Action(delegate()
{
mItertationsTextbox.Text = (iteration + 1) + "/" + mMaxIterations;
}));
Debug.WriteLine("Iteration done: " + (iteration + 1));
// Stopkriterien testen
bStopAlgorithm = checkStopCriteria();
// Iterationszähler erhöhen
iteration++;
}
Debug.WriteLine("Dauer: " + (DateTime.Now - startTime).TotalSeconds + " sek");
}
// entspricht in der Formel
// (t ij) ^ alpha
public double calculatePheromoneTrail(CConnection connection)
{
float connectionPheromone = connection.getPheromone();
return(Math.Pow(connectionPheromone, mAlgorithmParam.pheromoneParameter));
}
// entspricht in der Formel
// (n ij) ^ beta
public double calculateLocalInformation(CConnection connection)
{
float connectionDistance = connection.getDistance();
return(Math.Pow((1 / connectionDistance), mAlgorithmParam.localInformation));
}