Визуализация генетического алгоритма движения к цели

@okwell5 · Регистрация: 03.07.2010

Студворк — интернет-сервис помощи студентам

Задача: есть цель(круг), к которой за определенное количество шагов особи-круги либо достигают, либо не достигают. Достижение с помощью генетического алгоритма.
Сам алгоритм я написал, все уже вроде готово. Но с визуализацией мне дается тяжело. Осталось только в цикле шагов рисовать объекты(как движение или хотя бы новые как на картинке). Должно получиться примерно такое движение(или посекундное рисование)(см. картинку).
Вот код:

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
// moveC.cpp: определяет точку входа для консольного приложения.
//
#include "stdafx.h"
#include <stdlib.h>
#include<stdio.h>
//#include <gl/glut.h"
#include <math.h>
#include<glut.h>
 
GLint Width = 512, Height = 512;
//--------------------------------
const int N=3;
const int n=4;
float L=400;
float h=1;
//--------------------------------
class hromos{
public:
    float genes[n];
};
//--------------------------------
hromos *H;
//--------------------------------
hromos mutation(hromos hr)
{
    if(hr.genes[0]<L/2) hr.genes[0]+=hr.genes[2] ;//x
    if(hr.genes[0]>L/2) hr.genes[0]-=hr.genes[2] ;//x
    hr.genes[1]+=hr.genes[3];//y
    hr.genes[3]+=h;//hy
 
    return hr;
}
//--------------------------------
void crossover_and_mutation()
{
    int g1,g2;
    float c;
    hromos *ocross;
    ocross=new hromos[N];
    hromos *mas;
    mas=new hromos[3*N];
    //выбор 2х особей 
    int io1,io2;
    //разные индексы
    for(int i=0;i<N/2;++i)
    {
        do 
          io1=rand();
        while(io1>=N && io1>=n); 
        io2=io1;
        while(io2=io1 && io2>=n)
            io2=rand();
    
        //копируем выбранные особи в отдельный массив для кроссинговера
        ocross[i]=H[io1];
        ocross[i+1]=H[io2];
        //выбираем 2 случайных гена для обмена
        do 
          g1=rand();
        while(g1>=N && g1>=n); 
        g2=g1;
        while(g2=g1 && g2>=n)
            g2=rand();
        //обмен первыми генами
        c=ocross[i].genes[g1];
        ocross[i].genes[g1]=ocross[i+1].genes[g1];
        ocross[i+1].genes[g1]=c;
        //обмен вторыми генами
        c=ocross[i].genes[g2];
        ocross[i].genes[g2]=ocross[i+1].genes[g2];
        ocross[i+1].genes[g2]=c;
        //мутация потомков
        ocross[i]=mutation(ocross[i]);
        ocross[i+1]=mutation(ocross[i+1]);
    }
    //помещаем всех особей(поп.+потомки) в 1 массив для сортировки
    for(int i=0;i<N;++i)
        mas[i]=H[i];
    int k=0;
    for(int i=N;i<(N+N);++i)
    {
        mas[i]=ocross[k];
        k++;
    }
    //сортируем по лучшим показателям x,y по убыванию
    hromos d;
    for(int i=0;i<(N+N+N);++i)
        for(int j=i;j<(N+N+N);++j)
        {
            if((mas[i].genes[0]+mas[i].genes[1])<(mas[j].genes[0]+mas[j].genes[1]))
            {
                d=mas[i];
                mas[i]=mas[j];
                mas[j]=d;
            }
        }
    //из mas создаем новую популяци из лучших особей
    for(int i=0;i<N;++i)
        H[i]=mas[i];
    //рисуем особей
 
    //высвобождаем память
    delete[] ocross;
}
//--------------------------------
int _tmain(int argc, char* argv[])
{
    int steps;
    printf("\nInput count of steps: ");
    scanf("%d", &steps);
    H=new hromos[N];
    for(int i=0;i<N;++i)
        for(int j=0;j<n;++j)
            H[i].genes[j]=rand();
    //на каждом шаге должна рисоваться новая популяция
    for(int step=1;step<steps;++step)
    {
        crossover_and_mutation();
        //здесь надо нарисовать получившуюся новую популяцию H[i]
    }
}

В опегл-е тоже не силен, поэтому и через опенгл тоже не получилось визуализировать процесс.

@okwell5 · 31.01.2012, 17:23 **[ТС]**

По коду: координаты х,y - это H[i].genes[0] и H[i].genes[1] соответственно

@gustav21 · 02.02.2012, 20:00

Ну такое, как на рисунке, можно и обычными АПИшними функциями рисовать, овал там есть, кисти для фона тоже, линии есть. текст выводить тоже можно ... все есть )

@okwell5 · 19.02.2012, 05:34 **[ТС]**

В общем, сделал в OpenGL. Но не совсем так, как на рисунке, но примерно так, только цель вверху и кружки одинакового цвета. Но почему-то оно у меня не постепенно выводит на экран шаг за шагом, а все сразу и кажется что нет никакого движения. Может, где-то я не там поставил glFlush() или упустил что-то?

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
// очищаем буфер цвета
            Gl.glClear(Gl.GL_COLOR_BUFFER_BIT);
            int N = int.Parse(textBox4.Text);
            float h = float.Parse(textBox3.Text);
            const int n = 4;
            int steps;
            float xi = 0;
            float xj = 0;
            float yi = 0;
            float yj = 0;
            hromos T = new hromos();
            int s = int.Parse(textBox1.Text);
            T.steps = s;
            steps = s;
            int N1 = N;
            hromos[] lH = new hromos[N1];
            int w = 30 * (int)OGl.Height / (int)OGl.Width;
            int he = 30;
            T.GiveParameters(steps, N, h, w, he);
            //coordinate x
            for (int i = 0; i < N; ++i)
            {
                lH[i] = new hromos();
                lH[i].GiveParameters(steps, N, h, w, he);
                for (int j = 0; j < 1; ++j)
                    lH[i].genes[j] = (float)lH[i].rrand(w);
            }
            //coordinate y
            for (int i = 0; i < N; ++i)
                lH[i].genes[1] = 0;
            //steps of coordinates
            for (int i = 0; i < N; ++i)
            {
                lH[i].genes[2] = float.Parse(textBox2.Text);
                lH[i].genes[3] = float.Parse(textBox3.Text);
            }
            int g1, g2;
            int fdraw = 1;
            float c;
            hromos[] ocross = new hromos[N + 1];
            for (int l1 = 0; l1 < N + 1; ++l1)
            {
                ocross[l1] = new hromos();
                ocross[l1].GiveParameters(steps, N, h, w, he);
            }
            hromos[] mas = new hromos[3 * N + 1];
            for (int l1 = 0; l1 < 3 * N + 1; ++l1)
            {
                mas[l1] = new hromos();
                mas[l1].GiveParameters(steps, N, h, w, he);
            }
            //выбор 2х особей 
            int io1, io2;
            int k = 0;
            hromos d = new hromos();
            d.GiveParameters(steps, N, h, w, he);
            for (int step = 1; step <= steps; ++step)
            {
                //разные индексы
                for (int i = 0; i < N / 2; ++i)
                {
                    io1 = T.rrand(N);
                    io2 = io1;
                    while (io2 == io1)
                        io2 = T.rrand(N);
                    //копируем выбранные особи в отдельный массив для кроссинговера
                    for (int j1 = 0; j1 < n; ++j1)
                    {
                        ocross[i].genes[j1] = lH[io1].genes[j1];
                        ocross[i + 1].genes[j1] = lH[io2].genes[j1];
                    }
                    //выбираем 2 случайных гена для обмена
                    do
                        g1 = T.rrand(n);
                    while (g1 >= n);
                    g2 = g1;
                    while (g2 == g1)
                        g2 = T.rrand(n);
                    //обмен первыми генами
                    c = ocross[i].genes[g1];
                    ocross[i].genes[g1] = ocross[i + 1].genes[g1];
                    ocross[i + 1].genes[g1] = c;
                    //обмен вторыми генами
                    c = ocross[i].genes[g2];
                    ocross[i].genes[g2] = ocross[i + 1].genes[g2];
                    ocross[i + 1].genes[g2] = c;
                    //мутация потомков
                    ocross[i].mutation();
                    ocross[i + 1].mutation();
                }
                //помещаем всех особей(поп.+потомки) в 1 массив для сортировки
                for (int i = 0; i < N; ++i)
                    mas[i] = lH[i];
                for (int i = N; i < (N + N); ++i)
                {
                    mas[i] = ocross[k];
                    k++;
                }
                k = 0;
                //сортируем по лучшим показателям x,y по убыванию 
                xi = 0;
                xj = 0;
                for (int i = 0; i < (N + N + N); ++i)
                    for (int j = i; j < (N + N + N); ++j)
                    {
                        if ((mas[i].genes[0] < w / 2) && (mas[j].genes[0] < w / 2))
                        {
                            xi = w / 2 - mas[i].genes[0];
                            xj = w / 2 - mas[j].genes[0];
                        }
                        if ((mas[i].genes[0] < w / 2) && (mas[j].genes[0] > w / 2))
                        {
                            xi = w / 2 - mas[i].genes[0];
                            xj = mas[j].genes[0] - w / 2;
                        }
                        if ((mas[i].genes[0] > w / 2) && (mas[j].genes[0] < w / 2))
                        {
                            xi = mas[i].genes[0] = w / 2;
                            xj = w / 2 - mas[j].genes[0];
                        }
                        if ((mas[i].genes[0] > w / 2) && (mas[j].genes[0] > w / 2))
                        {
                            xi = mas[i].genes[0] - w / 2;
                            xj = mas[j].genes[0] - w / 2;
                        }
                        yi = he - 2 - mas[i].genes[1];
                        yj = he - 2 - mas[j].genes[1];
                        if (Math.Sqrt(xi * xi + yi * yi) > Math.Sqrt(xj * xj + yj * yj))
                        {
                            d = mas[i];
                            mas[i] = mas[j];
                            mas[j] = d;
                        }
                    }
                //из mas создаем новую популяци из лучших особей
                for (int i = 0; i < N; ++i)
                    lH[i] = mas[i];
                // очищаем текущую матрицу
                Gl.glLoadIdentity();
                // устанавливаем текущий цвет - красный
                Gl.glColor3f(255, 0, 0);
                //цель красная
                Gl.glColor3f(255, 0, 0);
                T.drawCircle(w / 2, he - 2, 1f, T.seg);
                for (int ym = 0; ym < N; ++ym)
                {
                    if (lH[ym].genes[1] >= (he - 1)) fdraw = 0;
                }
                //MessageBox.Show("Шаг: " + step);
                label5.Text = "Шаг: " + step;
                for (long ll = 0; ll < 10000000; ++ll)
                {
                    ;
                }
                    if (fdraw == 1)
                    {
                        for (int i = 0; i < N; ++i)
                        {
                            Gl.glColor3f(0, 0, 1.0f);
                            lH[i].drawCircle(lH[i].genes[0], lH[i].genes[1], T.r, T.seg);
                            // дожидаемся конца визуализации кадра 
                            Gl.glFlush();
                            // посылаем сигнал перерисовки элемента OGl 
                            OGl.Invalidate();
                        }
                    }
            }
        }

Может, где-то я не там поставил glFlush() или упустил что-то?

Новые блоги и статьи Все статьи Все блоги /
Философия технологии iceja 01.02.2026 На мой взгляд у человека в технических проектах остается роль генерального директора. Все остальное нейронки делают уже лучше человека. Они не могут нести предпринимательские риски, не могут. . .	SDL3 для Web (WebAssembly): Вывод текста со шрифтом TTF с помощью SDL3_ttf 8Observer8 01.02.2026 Содержание блога В этой пошаговой инструкции создадим с нуля веб-приложение, которое выводит текст в окне браузера. Запустим на Android на локальном сервере. Загрузим Release на бесплатный. . .	SDL3 для Web (WebAssembly): Сборка C/C++ проекта из консоли 8Observer8 30.01.2026 Содержание блога Если вы откроете примеры для начинающих на официальном репозитории SDL3 в папке: examples, то вы увидите, что все примеры используют следующие четыре обязательные функции, а. . .	SDL3 для Web (WebAssembly): Установка Emscripten SDK (emsdk) и CMake для сборки C и C++ приложений в Wasm 8Observer8 30.01.2026 Содержание блога Для того чтобы скачать Emscripten SDK (emsdk) необходимо сначало скачать и уставить Git: Install for Windows. Следуйте стандартной процедуре установки Git через установщик. . . .
SDL3 для Android: Подключение Box2D v3, физика и отрисовка коллайдеров 8Observer8 29.01.2026 Содержание блога Box2D - это библиотека для 2D физики для анимаций и игр. С её помощью можно определять были ли коллизии между конкретными объектами. Версия v3 была полностью переписана на Си, в. . .	Инструменты COM: Сохранение данный из VARIANT в файл и загрузка из файла в VARIANT bedvit 28.01.2026 Сохранение базовых типов COM и массивов (одномерных или двухмерных) любой вложенности (деревья) в файл, с возможностью выбора алгоритмов сжатия и шифрования. Часть библиотеки BedvitCOM Использованы. . .	SDL3 для Android: Загрузка PNG с альфа-каналом с помощью SDL_LoadPNG (без SDL3_image) 8Observer8 28.01.2026 Содержание блога SDL3 имеет собственные средства для загрузки и отображения PNG-файлов с альфа-каналом и базовой работы с ними. В этой инструкции используется функция SDL_LoadPNG(), которая. . .	SDL3 для Android: Загрузка PNG с альфа-каналом с помощью SDL3_image 8Observer8 27.01.2026 Содержание блога SDL3_image - это библиотека для загрузки и работы с изображениями. Эта пошаговая инструкция покажет, как загрузить и вывести на экран смартфона картинку с альфа-каналом, то есть с. . .

@okwell5 2 / 2 / 1 Регистрация: 03.07.2010 Сообщений: 46
	31.01.2012, 17:23 [ТС]
	По коду: координаты х,y - это H[i].genes[0] и H[i].genes[1] соответственно 0

@gustav21 20 / 20 / 4 Регистрация: 23.10.2009 Сообщений: 139
	02.02.2012, 20:00
	Ну такое, как на рисунке, можно и обычными АПИшними функциями рисовать, овал там есть, кисти для фона тоже, линии есть. текст выводить тоже можно ... все есть ) 0