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 /
SDL3 для Desktop (MinGW): Создаём пустое окно с нуля для 2D-графики на SDL3, Си и C++ 8Observer8 10.03.2026 Содержание блога Финальные проекты на Си и на C++: hello-sdl3-c. zip hello-sdl3-cpp. zip Результат:	Установка CMake и MinGW 13.1 для сборки С и C++ приложений из консоли и из Qt Creator в EXE 8Observer8 10.03.2026 Содержание блога MinGW - это коллекция инструментов для сборки приложений в EXE. CMake - это система сборки приложений. Здесь описаны базовые шаги для старта программирования с помощью CMake и. . .	Как дизайн сайта влияет на конверсию: 7 решений, которые реально повышают заявки Neotwalker 08.03.2026 Многие до сих пор воспринимают дизайн сайта как “красивую оболочку”. На практике всё иначе: дизайн напрямую влияет на то, оставит человек заявку или уйдёт через несколько секунд. Даже если у вас. . .	Модульная разработка через nuget packages DevAlt 07.03.2026 Сложившийся в . Net-среде способ разработки чаще всего предполагает монорепозиторий в котором находятся все исходники. При создании нового решения, мы просто добавляем нужные проекты и имеем. . .
Модульный подход на примере F# DevAlt 06.03.2026 В блоге дяди Боба наткнулся на такое определение: В этой книге («Подход, основанный на вариантах использования») Ивар утверждает, что архитектура программного обеспечения — это структуры,. . .	Управление камерой с помощью скрипта OrbitControls.js на Three.js: Вращение, зум и панорамирование 8Observer8 05.03.2026 Содержание блога Финальная демка в браузере работает на Desktop и мобильных браузерах. Итоговый код: orbit-controls-threejs-js. zip. Сканируйте QR-код на мобильном. Вращайте камеру одним пальцем,. . .	SDL3 для Web (WebAssembly): Синхронизация спрайтов SDL3 и тел Box2D 8Observer8 04.03.2026 Содержание блога Финальная демка в браузере. Итоговый код: finish-sync-physics-sprites-sdl3-c. zip На первой гифке отладочные линии отключены, а на второй включены:. . .	SDL3 для Web (WebAssembly): Идентификация объектов на Box2D v3 - использование userData и событий коллизий 8Observer8 02.03.2026 Содержание блога Финальная демка в браузере. Итоговый код: finish-collision-events-sdl3-c. zip Сканируйте QR-код на мобильном и вы увидите, что появится джойстик для управления главным героем. . . .

@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

Опции темы