Форум программистов, компьютерный форум CyberForum.ru

Задача о N ферзях. Генетический алгоритм - C++

Восстановить пароль Регистрация
 
Fantom.AS
 Аватар для Fantom.AS
2 / 1 / 0
Регистрация: 17.11.2010
Сообщений: 121
06.11.2013, 12:14     Задача о N ферзях. Генетический алгоритм #1
Необходимо реализовать генетический алгоритм для расстановки N ферзей. Необходимо определить максимальное N для которого можно выполнить расстановку не более чем за 100000 операций.

Вот моя реализация, которая никак не хочет работать =(
Не могу понять, в чем ошибка.

C++
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
31
32
33
34
35
36
37
38
39
40
41
42
43
44
45
46
47
48
49
50
51
52
53
54
55
56
57
58
59
60
61
62
63
64
65
66
67
68
69
70
71
72
73
74
75
76
77
78
79
80
81
82
83
84
85
86
87
88
89
90
91
92
93
94
95
96
97
98
99
100
101
102
103
104
105
106
107
108
109
110
111
112
113
114
115
116
117
118
119
120
121
122
123
124
125
126
127
128
129
130
131
132
133
134
135
136
137
138
139
140
141
142
143
144
145
146
147
148
149
150
151
152
153
154
155
156
157
158
159
160
161
162
163
164
165
166
167
168
169
170
171
172
173
174
175
176
177
178
179
180
181
182
183
184
185
186
187
188
189
190
191
192
193
194
195
196
197
198
199
200
201
202
203
204
205
206
207
208
209
210
211
212
213
214
215
216
217
218
219
220
221
222
223
224
225
226
227
228
229
230
231
232
233
234
235
236
237
238
239
240
241
242
243
244
245
246
247
248
249
250
251
252
253
254
255
256
257
258
259
260
261
// ferzi.cpp: определяет точку входа для консольного приложения.
//
 
#include "stdafx.h"
#include <list>
#include <time.h>
 
 
 
int Genetic(int** Popul,int N, int P, int* Res);
int ** GenericStartPopul(int N, int P);
int Fitness(int A[],int N);
int ** Hybridization(int A[], int B[], int N, int S);
void Mutation (int *A, int N);
 
int _tmain(int argc, _TCHAR* argv[])
{
    int N=8;    //Вычисление начинаем с 8 ферзей
    const int P=4;  //в популяции 4 особи
    FILE *f;
    //int *Result;
    f=fopen("ferzi.txt","w");
    //int **Population, **NewPopulation;
    int C=0;
    //srand(NULL);
    bool done = false;
    while (!done)
    {
        int *Result= new int[N];
        int **Population;
        Population=new int*[P];//В популяции 4 особи
        for (int i=0;i<P;i++)
        Population[i]=new int[N];
         Population=GenericStartPopul(N, P);
         for (int i=0;i<P;i++)
            {
            for (int j=0;j<N;j++)
                    printf("%d_",Population[i][j]);
            printf("\n");
         }
        C=Genetic(Population,N,P,Result);
        if (C>=100000) done=true;
        else
        {
        printf ("N = %d\n",N);
        for (int i=0;i<N;i++)
            printf("%d_",Result[i]);
        printf("countIter = %d\n",C);
        fprintf (f,"N = %d\n",N);
        for (int i=0;i<N;i++)
            fprintf(f,"%d_",Result[i]);
        fprintf(f,"countIter = %d\n",C);
        N++;
        //if (C>=100000) done=true;
        }
 
    }
    fclose(f);
    return 0;
}
 
//Алгоритм. На выходе особь, удовлетворяющая нашим условиям.
//принцип скрещивания - худшую особь вычеркиваем, лучшую скрещиваем с 2 оставшимися. 
int Genetic(int** Popul,int N, int P, int* Res)
{
    int FitnessP[4];
    Res=new int[N];
    int CountIter=0;
    //создаем пустую новую популяцию
    int **NewPopul;
    NewPopul=new int*[P];//В популяции 4 особи
    for (int i=0;i<P;i++)
        NewPopul[i]=new int[N];
 
        //Здесь хранятся особи, которые будут скрещиваться с наилучшей.
    int **tmpPopu1l,**tmpPopul2;
    tmpPopu1l=new int*[2];
    for (int i=0;i<2;i++)
        tmpPopu1l[i]=new int[N];
 
    tmpPopul2=new int*[2];
    for (int i=0;i<2;i++)
        tmpPopul2[i]=new int[N];
    do
    {
    for (int i=0;i<P;i++)
        FitnessP[i]=Fitness(Popul[i],N);
 
    int max,maxi;
    max=FitnessP[0]; maxi=0;
    for (int i=1;i<P;i++)
        if (FitnessP[i]>max) 
        {
            max=FitnessP[i]; maxi=i; 
        }
 
    int min,mini; 
    min=FitnessP[0]; mini=0;
    for (int i=1;i<P;i++)
        if (FitnessP[i]<min) 
        {
            min=FitnessP[i]; mini=i; 
        }
    if (min==0){
        for (int i=0;i<N;i++)
        {
            Res[i]=Popul[mini][i];
        }
        return CountIter;
    }
 
 
    int k=0;
    for (int i=0;i<P;i++)
    {
        if (i!=maxi && i!=mini && maxi!=mini) 
        {
            for(int j=0; j<N;j++)
                tmpPopu1l[k][j]=Popul[i][j];
            k++;
        }
        /*else
            if (maxi==mini)
            {
                for(int j=0; j<N;j++)
                tmpPopu1l[k][j]=Popul[k][j];
            k++;
            }*/
    }
    /*printf("\n");
     for (int i=0;i<2;i++)
            {
            for (int j=0;j<N;j++)
                    printf("%d_",tmpPopu1l[i][j]);
            printf("\n");
         }*/
    int S=0;
    if (maxi!=mini)
    {
    //скрещиваем первую особь с наилучшей
        S=rand()%(N-3);
    tmpPopul2=Hybridization(Popul[mini],tmpPopu1l[0],N,S);
    for (int i=0;i<2; i++)
        for (int j=0;j<N;j++)
            NewPopul[i][j]=tmpPopul2[i][j];
    //скрещиваем вторую особь с наилучшей
    tmpPopul2=Hybridization(Popul[mini],tmpPopu1l[1],N,S);
    for (int i=0;i<2; i++)
        for (int j=0;j<N;j++)
            NewPopul[i+2][j]=tmpPopul2[i][j];
    }
    /*printf("\n");
     for (int i=0;i<4;i++)
            {
            for (int j=0;j<N;j++)
                    printf("%d_",NewPopul[i][j]);
            printf("\n");
         }*/
    for (int i=0;i<P;i++)
        FitnessP[i]=Fitness(Popul[i],N);
//  int max,maxi;
    max=FitnessP[0]; maxi=0;
    for (int i=1;i<P;i++)
        if (FitnessP[i]>max) 
        {
            max=FitnessP[i]; maxi=i; 
        }
    
        Mutation(NewPopul[maxi],N);
        Mutation(NewPopul[rand()%N],N);
        //Mutation(NewPopul[rand()%N],N);
    for (int i=0;i<P;i++)
        FitnessP[i]=Fitness(Popul[i],N);
    printf("NewPopul\n");
     for (int i=0;i<4;i++)
            {
            for (int j=0;j<N;j++)
                    printf("%d_",NewPopul[i][j]);
            printf(" Fitness = %d\n",FitnessP[i]);
         }
    for (int i=0;i<P; i++)
        for (int j=0;j<N;j++)
            Popul[i][j]=NewPopul[i][j];
    CountIter++;
    printf("count Iter = %d\n", CountIter);
    
    
    /*for (int i=0;i<2;i++)
        delete [] tmpPopu1l[i];
    delete[] tmpPopu1l;
    
    for (int i=0;i<2;i++)
        delete [] tmpPopul2[i];
    delete[] tmpPopul2;*/
    } while(CountIter<100000);
    return CountIter;
}
 
//генерация начальной популяции
int ** GenericStartPopul(int N, int P)
{
    int **Population;
    Population=new int*[P];//В популяции 4 особи
    for (int i=0;i<P;i++)
        Population[i]=new int[N];
    //заполняем популяцию.
    for (int i=0;i<P;i++)
        for (int j=0;j<N;j++)
            Population[i][j]=rand()%N;
 
    return Population;
}
 
//скрещивание.
//параметр S задает границу для скрещивания, каждый раз она разная
int ** Hybridization(int A[], int B[], int N, int S)
{
    int **Population;
    Population=new int*[2];//Новая пара особей, полученная при скрещивании.
    for (int i=0;i<2;i++)
        Population[i]=new int[N];
 
    for(int i=0;i<N-S; i++)
        Population[0][i]=A[i];
    for(int i=S;i<N; i++)
        Population[0][i]=B[i];
 
    for(int i=0;i<N-S; i++)
        Population[1][i]=B[i];
    for(int i=S;i<N; i++)
        Population[1][i]=A[i];
    /*printf("\n");
     for (int i=0;i<2;i++)
            {
            for (int j=0;j<N;j++)
                    printf("%d_",Population[i][j]);
            printf("\n");
         }*/
    return Population;
}
 
void Mutation (int *A, int N)
{
    int R = rand()%N;
    A[R] = rand()%N;
}
 
//Фитнесс функция, определяет число ошибок при расстановке ферзей особи.
int Fitness(int A[],int N)
{
    int F=0;
    for (int i=0;i<N-1;i++)
        for (int j=i+1; j<N; j++)
    {
        if ( (A[i]==A[j]) || (A[i]-i == A[j]-j) || (A[i]+i == A[j]+j))
        {
            F++;
        }
    }
    return F;
}
P.S. Если кто владеет другими реализациями, расстановки 8 ферзей и .т.п, буду рад на них взглянуть.
Similar
Эксперт
41792 / 34177 / 6122
Регистрация: 12.04.2006
Сообщений: 57,940
06.11.2013, 12:14     Задача о N ферзях. Генетический алгоритм
Посмотрите здесь:

C++ О 8 ферзях(Без рекурсии)
C++ Задача о пяти ферзях
C++ Задача о 8 ферзях
C++ Задача о 8 ферзях
Генетический алгоритм подбора максимума/минимума разных функций C++
Задача о 8 ферзях C++
C++ Задача о восьми ферзях
C++ Генетический алгоритм для составления расписания

Искать еще темы с ответами

Или воспользуйтесь поиском по форуму:
После регистрации реклама в сообщениях будет скрыта и будут доступны все возможности форума.
Ответ Создать тему
Опции темы

Текущее время: 13:24. Часовой пояс GMT +3.
КиберФорум - форум программистов, компьютерный форум, программирование
Powered by vBulletin® Version 3.8.9
Copyright ©2000 - 2016, vBulletin Solutions, Inc.
Рейтинг@Mail.ru