s444459/SI2020
1
1
Fork 0
Code Issues Pull Requests Releases Wiki Activity

Prześlij pliki do ''

Browse Source
This commit is contained in:
Karol Piotrowski 2020-05-27 01:44:52 +00:00
parent 5698874420
commit d8889d05d8
2 changed files with 506 additions and 70 deletions
Show Stats Download Patch File Download Diff File Expand all files Collapse all files

404
Main.cpp
View File

@ -1,4 +1,4 @@
#include<iostream> #include<iostream>
#include<stdlib.h> #include<stdlib.h>
#include<windows.h> #include<windows.h>
#include<conio.h> #include<conio.h>
@ -8,13 +8,25 @@
#include<math.h> #include<math.h>
#include<stack> #include<stack>
#include <stdio.h>
#include <cstdlib>
#include <ctime>
#include<bits/stdc++.h>
#include <algorithm>
#include <utility>
using namespace std; using namespace std;
const float maxFloat=FLT_MAX; int score = 0;
int rozmiarPopulacji = 50;
string * zebrane = new string[rozmiarPopulacji];
string * doSadzenia = new string[20];
const float maxFloat=100000000000;
const int ROW = 27; const int ROW = 27;
const int COL = 27; const int COL = 27;
typedef pair<int, int> Pair; typedef pair<int, int> Pair;
typedef pair<double, pair<int, int>> pPair; typedef pair<double, pair<int, int> > pPair;
struct cell struct cell
{ {
int parent_i, parent_j; int parent_i, parent_j;
@ -25,6 +37,290 @@ char pole[27][27][2];
int pozycjaTraktoraX = 1, pozycjaTraktoraY = 1; int pozycjaTraktoraX = 1, pozycjaTraktoraY = 1;
char currentWay = 'S'; char currentWay = 'S';
string kod_genetyczny[27][27];
//algorytm genetyczny
string generateValue() {
char trash[100];
string x = itoa(rand() % 1000,trash,10);
if (x.size() == 2) {
x = "0" + x;
}
else if (x.size() == 1) {
x = "00" + x;
}
return x;
}
string generateVegetable() {
string taste = generateValue();
string colour = generateValue();
string size = generateValue();
return taste + colour + size;
}
void generatePopulation(string * population,int length) {
int i;
for(i=0;i<length;i++) {
population[i] = generateVegetable();
}
}
int power(int x, int y) {
if (y == 0) return 1;
if (y == 1) return x;
int temp = power(x, y/2);
if (y%2 == 0) return temp * temp;
else return x * temp * temp;
}
int stringToInt(string str,int size) {
int x = 0;
int i;
reverse(str.begin(),str.end());
for(i=0;i<size;i++) {
x += (str[i] - '0') * power(10,i);
}
reverse(str.begin(),str.end());
return x;
}
int fitness(string vegetable) {
int taste = stringToInt(vegetable.substr(0,3),3);
int colour = stringToInt(vegetable.substr(3,3),3);
int size = stringToInt(vegetable.substr(6,3),3);
return (taste+colour+size)/3;
}
bool comparePair(const pair<int, string>&i, const pair<int, string>&j)
{
return i.first > j.first;
}
void ranking(string * population,string * parents, int populationSize, int parentsNumber) {
int i;
pair <int,string> fitnessTable[populationSize];
for(i=0;i<populationSize;i++) {
fitnessTable[i] = make_pair(fitness(population[i]),population[i]);
}
sort(fitnessTable,fitnessTable+populationSize,comparePair);
for(i=0;i<parentsNumber;i++) {
parents[i] = fitnessTable[i].second;
}
}
bool exists(int len, int * array, int element) {
int i;
for(i=0;i<len;i++) {
if (array[i] == element) return true;
}
return false;
}
void selection(string * population,string * parents, int populationSize, int parentsNumber) {
int i,j,k;
pair <int,string> fitnessTable[populationSize];
for(i=0;i<populationSize;i++) {
fitnessTable[i] = make_pair(fitness(population[i]),population[i]);
}
sort(fitnessTable,fitnessTable+populationSize,comparePair);
int roulette;
int taken[parentsNumber];
int sum = 0;
for(i=0;i<parentsNumber;i++) {
for(j = populationSize - 1;j>=0;j--) {
if(not exists(parentsNumber,taken,j)) {
sum += fitnessTable[j].first;
fitnessTable[j].first = sum;
}
}
roulette = rand() % fitnessTable[0].first;
j = 0;
while(exists(parentsNumber,taken,j)) {
j += 1;
}
while(roulette > fitnessTable[j].first and j<populationSize) {
if(not exists(parentsNumber,taken,j)) {
roulette -= fitnessTable[j].first;
}
j+=1;
}
parents[i] = fitnessTable[j].second;
taken[i] = j;
}
}
int newton(int n,int k) {
if (k==0 or n==k) return 1;
else return newton(n-1,k-1) + newton(n-1,k);
}
string mutate(string child) {
int d3 = rand() % 3;
string mutation = generateValue();
switch(d3) {
case 0:
child = mutation + child.substr(3,6);
break;
case 1:
child = child.substr(0,3) + mutation + child.substr(6,3);
break;
case 2:
child = child.substr(0,6) + mutation;
break;
}
return child;
}
string cross(string parent[2]) {
int i;
string child = "";
for(i=0;i<3;i++) {
child += parent[rand() % 2].substr(i*3,3);
}
if (child == parent[0] or child == parent[1]) {
string other;
if (child == parent[0]) other = parent[1];
else other = parent[0];
int d3 = rand() % 3;
switch(d3) {
case 0:
child = other.substr((rand() % 3)*3,3) + child.substr(3,6);
break;
case 1:
child = child.substr(0,3) + other.substr((rand() % 3)*3,3) + child.substr(6,3);
break;
case 2:
child = child.substr(0,6) + other.substr((rand() % 3)*3,3);
break;
}
}
int d1000 = rand() % 1000;
if (rand() % 100 == 0) {
child = mutate(child);
}
return child;
}
void crossover(string * parents,string * nextGen,int parentsNumber,int nextGenSize) {
int counter = 0;
int i,j;
for(i=0;i<parentsNumber;i++) {
if (counter >= nextGenSize) {
break;
}
else {
nextGen[counter] = parents[i];
counter +=1;
}
}
while(counter < nextGenSize) {
for(i=0;i<parentsNumber;i++) {
if (counter >= nextGenSize) {
break;
}
else {
for(j=i;j<parentsNumber;j++) {
if (counter >= nextGenSize) {
break;
}
else {
string couple[2];
couple[0] = parents[i];
couple[1] = parents[j];
nextGen[counter] = cross(couple);
counter += 1;
}
}
}
}
}
}
void genetic_algorithm(string * population, int populationSize, int parentsNumber,string * outcome, int outcomeSize) {
int iteration,i;
for(iteration=0;iteration<5;iteration++) {
string * parents = new string[parentsNumber];
selection(population,parents,populationSize,parentsNumber);
string * nextGen = new string[populationSize];
crossover(parents,nextGen,parentsNumber,populationSize);
delete[] population;
population = new string[populationSize];
for(i=0;i<populationSize;i++) {
population[i] = nextGen[i];
}
delete[] nextGen;
}
ranking(population,outcome,populationSize,outcomeSize);
}
string przypiszKod() {
if (doSadzenia[0] > "000000000" and doSadzenia[0] <= "999999999") {
int i = 0;
while(i<19, doSadzenia[i+1] >= "000000000" and doSadzenia[i+1] <= "999999999") {
i+=1;
}
string temp = doSadzenia[i];
doSadzenia[i] = "000000000";
return temp;
}
else {
return generateVegetable();
}
}
//---------------------------------------------------------------------
void color(string foregroundColor, string backgroundColor) void color(string foregroundColor, string backgroundColor)
{ {
HANDLE hOut; HANDLE hOut;
@ -193,7 +489,7 @@ void correctMovement(char wantedWay)
} }
} }
void Move(char kierunek) void Move(char kierunek)
{ {
switch (kierunek) switch (kierunek)
{ {
//góra-(w) //góra-(w)
@ -201,8 +497,21 @@ void Move(char kierunek)
{ {
if (pole[pozycjaTraktoraY - 1][pozycjaTraktoraX][0] != '#') if (pole[pozycjaTraktoraY - 1][pozycjaTraktoraX][0] != '#')
{ {
correctMovement('N'); if (pole[pozycjaTraktoraY - 1][pozycjaTraktoraX][0] == 'B') {
pole[pozycjaTraktoraY][pozycjaTraktoraX][0] = '.'; zebrane[score] = kod_genetyczny[pozycjaTraktoraY - 1][pozycjaTraktoraX];
score+=1;
kod_genetyczny[pozycjaTraktoraY - 1][pozycjaTraktoraX] = "000000000";
correctMovement('N');
pole[pozycjaTraktoraY][pozycjaTraktoraX][0] = '.';
}
else {
correctMovement('N');
pole[pozycjaTraktoraY][pozycjaTraktoraX][0] = 'B';
kod_genetyczny[pozycjaTraktoraY][pozycjaTraktoraX] = przypiszKod();
}
pozycjaTraktoraY--; pozycjaTraktoraY--;
pole[pozycjaTraktoraY][pozycjaTraktoraX][0] = 'T'; pole[pozycjaTraktoraY][pozycjaTraktoraX][0] = 'T';
} }
@ -213,8 +522,20 @@ void Move(char kierunek)
{ {
if (pole[pozycjaTraktoraY + 1][pozycjaTraktoraX][0] != '#') if (pole[pozycjaTraktoraY + 1][pozycjaTraktoraX][0] != '#')
{ {
correctMovement('S'); if (pole[pozycjaTraktoraY +1][pozycjaTraktoraX][0] == 'B') {
pole[pozycjaTraktoraY][pozycjaTraktoraX][0] = '.'; zebrane[score] = kod_genetyczny[pozycjaTraktoraY + 1][pozycjaTraktoraX];
score+=1;
kod_genetyczny[pozycjaTraktoraY + 1][pozycjaTraktoraX] = "000000000";
correctMovement('N');
pole[pozycjaTraktoraY][pozycjaTraktoraX][0] = '.';
}
else {
correctMovement('N');
pole[pozycjaTraktoraY][pozycjaTraktoraX][0] = 'B';
kod_genetyczny[pozycjaTraktoraY][pozycjaTraktoraX] = przypiszKod();
}
pozycjaTraktoraY++; pozycjaTraktoraY++;
pole[pozycjaTraktoraY][pozycjaTraktoraX][0] = 'T'; pole[pozycjaTraktoraY][pozycjaTraktoraX][0] = 'T';
} }
@ -225,8 +546,20 @@ void Move(char kierunek)
{ {
if (pole[pozycjaTraktoraY][pozycjaTraktoraX - 1][0] != '#') if (pole[pozycjaTraktoraY][pozycjaTraktoraX - 1][0] != '#')
{ {
correctMovement('W'); if (pole[pozycjaTraktoraY][pozycjaTraktoraX - 1][0] == 'B') {
pole[pozycjaTraktoraY][pozycjaTraktoraX][0] = '.'; zebrane[score] = kod_genetyczny[pozycjaTraktoraY][pozycjaTraktoraX - 1];
score+=1;
kod_genetyczny[pozycjaTraktoraY][pozycjaTraktoraX - 1] = "000000000";
correctMovement('N');
pole[pozycjaTraktoraY][pozycjaTraktoraX][0] = '.';
}
else {
correctMovement('N');
pole[pozycjaTraktoraY][pozycjaTraktoraX][0] = 'B';
kod_genetyczny[pozycjaTraktoraY][pozycjaTraktoraX] = przypiszKod();
}
pozycjaTraktoraX--; pozycjaTraktoraX--;
pole[pozycjaTraktoraY][pozycjaTraktoraX][0] = 'T'; pole[pozycjaTraktoraY][pozycjaTraktoraX][0] = 'T';
} }
@ -237,8 +570,20 @@ void Move(char kierunek)
{ {
if (pole[pozycjaTraktoraY][pozycjaTraktoraX + 1][0] != '#') if (pole[pozycjaTraktoraY][pozycjaTraktoraX + 1][0] != '#')
{ {
correctMovement('E'); if (pole[pozycjaTraktoraY][pozycjaTraktoraX + 1][0] == 'B') {
pole[pozycjaTraktoraY][pozycjaTraktoraX][0] = '.'; zebrane[score] = kod_genetyczny[pozycjaTraktoraY][pozycjaTraktoraX + 1];
score+=1;
kod_genetyczny[pozycjaTraktoraY ][pozycjaTraktoraX + 1] = "000000000";
correctMovement('N');
pole[pozycjaTraktoraY][pozycjaTraktoraX][0] = '.';
}
else {
correctMovement('N');
pole[pozycjaTraktoraY][pozycjaTraktoraX][0] = 'B';
kod_genetyczny[pozycjaTraktoraY][pozycjaTraktoraX] = przypiszKod();
}
pozycjaTraktoraX++; pozycjaTraktoraX++;
pole[pozycjaTraktoraY][pozycjaTraktoraX][0] = 'T'; pole[pozycjaTraktoraY][pozycjaTraktoraX][0] = 'T';
} }
@ -516,6 +861,14 @@ void test2()
} }
test1(); test1();
updatePola(); updatePola();
//generowanie kodów dla buraków
for(int i=0;i<27;i++) {
for(int j=0;j<27;j++) {
if (pole[i][j][0] == 'B') {
kod_genetyczny[i][j] = przypiszKod();
}
}
}
} }
void start1() void start1()
@ -549,8 +902,13 @@ void start3()
gogo(goalX, goalY); gogo(goalX, goalY);
} }
int main() int main()
{ {
srand(time(0));
SetWindow(50, 30); SetWindow(50, 30);
//create pola// //create pola//
for (int i = 0; i < 27; i++) for (int i = 0; i < 27; i++)
@ -580,6 +938,8 @@ int main()
} }
updatePola(); updatePola();
//UWAGA - generowanie kodow dla burakow jest w test2!
start3(); // testy start 1-3 start3(); // testy start 1-3
@ -599,8 +959,24 @@ int main()
{ {
traktorDziala = false; traktorDziala = false;
} }
cout << "Zebrane buraki: " << score << endl;
if(score>=rozmiarPopulacji) {
score = 0;
delete[] doSadzenia;
string * doSadzenia = new string[20];
for(int i = 0;i<20;i++) {
doSadzenia[i] = "000000000";
}
genetic_algorithm(zebrane, rozmiarPopulacji, rozmiarPopulacji - 5, doSadzenia, 20);
delete[] zebrane;
string * zebrane = new string[rozmiarPopulacji];
for(int i=0;i<20;i++) {
cout << doSadzenia[i] << endl;
}
}
} while (traktorDziala); } while (traktorDziala);
//---------end---------// //---------end---------//
return 0; return 0;
} }

172
gmo.cpp
View File

@ -84,11 +84,11 @@ int fitness(string vegetable) {
bool comparePair(const pair<int, string>&i, const pair<int, string>&j) bool comparePair(const pair<int, string>&i, const pair<int, string>&j)
{ {
return i.first > j.first; return i.first > j.first;
} }
void ranking(string * population,string * parents, int populationSize, int parentsNumber) {
void selection(string * population,string * parents, int populationSize, int parentsNumber) {
int i; int i;
pair <int,string> fitnessTable[populationSize]; pair <int,string> fitnessTable[populationSize];
@ -98,17 +98,63 @@ void selection(string * population,string * parents, int populationSize, int par
sort(fitnessTable,fitnessTable+populationSize,comparePair); sort(fitnessTable,fitnessTable+populationSize,comparePair);
cout << "fitnessTable:" << endl;
for(i=0;i<populationSize;i++) {
cout << fitnessTable[i].first << " " << fitnessTable[i].second << endl;
}
for(i=0;i<parentsNumber;i++) { for(i=0;i<parentsNumber;i++) {
parents[i] = fitnessTable[i].second; parents[i] = fitnessTable[i].second;
} }
} }
bool exists(int len, int * array, int element) {
int i;
for(i=0;i<len;i++) {
if (array[i] == element) return true;
}
return false;
}
void selection(string * population,string * parents, int populationSize, int parentsNumber) {
int i,j,k;
pair <int,string> fitnessTable[populationSize];
for(i=0;i<populationSize;i++) {
fitnessTable[i] = make_pair(fitness(population[i]),population[i]);
}
sort(fitnessTable,fitnessTable+populationSize,comparePair);
int roulette;
int taken[parentsNumber];
int sum = 0;
for(i=0;i<parentsNumber;i++) {
for(j = populationSize - 1;j>=0;j--) {
if(not exists(parentsNumber,taken,j)) {
sum += fitnessTable[j].first;
fitnessTable[j].first = sum;
}
}
roulette = rand() % fitnessTable[0].first;
j = 0;
while(exists(parentsNumber,taken,j)) {
j += 1;
}
while(roulette > fitnessTable[j].first and j<populationSize) {
if(not exists(parentsNumber,taken,j)) {
roulette -= fitnessTable[j].first;
}
j+=1;
}
parents[i] = fitnessTable[j].second;
taken[i] = j;
}
}
int newton(int n,int k) { int newton(int n,int k) {
if (k==0 or n==k) return 1; if (k==0 or n==k) return 1;
@ -131,6 +177,8 @@ string mutate(string child) {
child = child.substr(0,6) + mutation; child = child.substr(0,6) + mutation;
break; break;
} }
return child;
} }
@ -141,9 +189,25 @@ string cross(string parent[2]) {
for(i=0;i<3;i++) { for(i=0;i<3;i++) {
child += parent[rand() % 2].substr(i*3,3); child += parent[rand() % 2].substr(i*3,3);
} }
if (child == parent[0] or child == parent[1]) {
string other;
if (child == parent[0]) other = parent[1];
else other = parent[0];
int d3 = rand() % 3;
switch(d3) {
case 0:
child = other.substr((rand() % 3)*3,3) + child.substr(3,6);
break;
case 1:
child = child.substr(0,3) + other.substr((rand() % 3)*3,3) + child.substr(6,3);
break;
case 2:
child = child.substr(0,6) + other.substr((rand() % 3)*3,3);
break;
}
}
int d1000 = rand() % 1000; int d1000 = rand() % 1000;
if (d1000 == 0) { if (rand() % 100 == 0) {
cout << "MUTACJA!";
child = mutate(child); child = mutate(child);
} }
return child; return child;
@ -163,22 +227,23 @@ void crossover(string * parents,string * nextGen,int parentsNumber,int nextGenSi
counter +=1; counter +=1;
} }
} }
while(counter < nextGenSize) {
for(i=0;i<parentsNumber;i++) { for(i=0;i<parentsNumber;i++) {
if (counter >= nextGenSize) { if (counter >= nextGenSize) {
break;
}
else {
for(j=i;j<parentsNumber;j++) {
if (counter >= nextGenSize) {
break; break;
} }
else { else {
string couple[2]; for(j=i;j<parentsNumber;j++) {
couple[0] = parents[i]; if (counter >= nextGenSize) {
couple[1] = parents[j]; break;
nextGen[counter] = cross(couple); }
counter += 1; else {
string couple[2];
couple[0] = parents[i];
couple[1] = parents[j];
nextGen[counter] = cross(couple);
counter += 1;
}
} }
} }
} }
@ -186,47 +251,42 @@ void crossover(string * parents,string * nextGen,int parentsNumber,int nextGenSi
} }
void genetic_algorithm(string * population, int populationSize, int parentsNumber,string * outcome, int outcomeSize) {
int iteration,i;
for(iteration=0;iteration<5;iteration++) {
string * parents = new string[parentsNumber];
selection(population,parents,populationSize,parentsNumber);
string * nextGen = new string[populationSize];
crossover(parents,nextGen,parentsNumber,populationSize);
delete[] population;
population = new string[populationSize];
for(i=0;i<populationSize;i++) {
population[i] = nextGen[i];
}
delete[] nextGen;
}
ranking(population,outcome,populationSize,outcomeSize);
}
int main() { int main() {
srand(time(0)); srand(time(0));
int i; int i;
int populationSize = 50; int populationSize = 500;
int parentsNumber = 5; int parentsNumber = populationSize - 5;
int maxPopulationSize = 1000; string * population = new string[populationSize];
string population[populationSize];
int nextGenSize;
generatePopulation(population,populationSize); generatePopulation(population,populationSize);
cout << "Wstepna populacja:" << endl; string vegetablesForPlanting[20];
for(i=0;i<populationSize;i++) { genetic_algorithm(population, populationSize, parentsNumber,vegetablesForPlanting, 20);
cout << population[i] << endl;
}
string parents[parentsNumber];
selection(population,parents,populationSize,parentsNumber);
cout << "Wybrane do rozrodu:" << endl;
for(i=0;i<parentsNumber;i++) {
cout << parents[i] << endl;
}
int ffa = newton(parentsNumber,2);
if (ffa + parentsNumber <= maxPopulationSize) nextGenSize = ffa + parentsNumber;
else nextGenSize = maxPopulationSize;
string nextGen[nextGenSize];
crossover(parents,nextGen,parentsNumber,nextGenSize);
cout << "Nowe pokolenie:" << endl;
for(i=0;i<nextGenSize;i++) {
cout << nextGen[i] << endl;
}
cout << atoi("000000000");
return 0; return 0;