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 /
модель ЗдравоСохранения 8. Подготовка к разному выполнению заданий anaschu 08.04.2026 https:/ / github. com/ shumilovas/ med2. git main ветка * содержимое блока дэлэй из старой модели теперь внутри зайца новой модели 8ATzM_2aurI	Блокировка документа от изменений, если он открыт у другого пользователя Maks 08.04.2026 Алгоритм из решения ниже реализован на примере нетипового документа, разработанного в конфигурации КА2. Задача: запретить редактирование документа, если он открыт у другого пользователя. / / . . .	Система безопасности+живучести для сервера-слоя интернета (сети). Двойная привязка. Hrethgir 08.04.2026 Далее были размышления о системе безопасности. Сообщения с наклонным текстом - мои. А как нам будет можно проверить, что ссылка наша, а не подделана хулиганами, которая выбросит на другую ветку и. . .	Модель ЗдрввоСохранения 7: больше работников, больше ресурсов. anaschu 08.04.2026 работников и заданий может быть сколько угодно, но настроено всё так, что используется пока что только 20% kYBz3eJf3jQ
Дальние перспективы сервера - слоя сети с космологическим дизайном интефейса карты и логики. Hrethgir 07.04.2026 Дальнейшее ближайшее планирование вывело к размышлениям над дальними перспективами. И вот тут может быть даже будут нужны оценки специалистов, так как в дальних перспективах всё может очень сильно. . .	Горе от ума kumehtar 07.04.2026 Эта мне ментальная установка, что вот прямо сейчас, мол, мне для полного счастья не хватает (нужное вписать), и когда я этого достигну - тогда и полный кайф. Одна из самых сильных ловушек на пути. . . .	Использование значений реквизитов справочника в документе, с определенными условиями и правами Maks 07.04.2026 1. Контроль срока действия договора Алгоритм из решения ниже реализован на примере нетипового документа "ЗаявкаНаРаботу", разработанного в конфигурации КА2. Задача: уведомлять пользователя, если. . .	Доступность команды формы по условию Maks 07.04.2026 Алгоритм из решения ниже реализован на примере нетипового документа "СписаниеМатериалов", разработанного в конфигурации КА2. Задача: сделать доступной кнопку (команда формы "ЗавершитьСписание") при. . .

@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