1. #include <iostream>
2. #include <stdlib.h>
3. #include <time.h>
4. #include <math.h>
5. #include <fstream>
6. #include <windows.h>
7. #define LENGTH_GEN 8
8.  
9. using namespace std;
10. struct Person
11. {
12.     char gen[LENGTH_GEN + 1];
13.     unsigned int value;
14. };
15.  
16. void copyGen(char gen1[], const char gen2[])
17. {
18.     for (int i = 0; i < LENGTH_GEN; i++)
19.     {
20.         if (gen2[i] == 0 || gen2[i] == '0')
21.             gen1[i] = '0';
22.         else if (gen2[i] == 1 || gen2[i] == '1')
23.             gen1[i] = '1';
24.         else
25.             gen1[i] = -1;
26.     }
27. }
28.  
29. unsigned int binToDec(const char gen[])
30. {
31.     unsigned int value = 0;
32.     char genTmp[LENGTH_GEN];
33.     copyGen(genTmp, gen);
34.  
35.     for (int i = LENGTH_GEN - 1, j = 0; i >= 0; i--, j++)
36.     {
37.         if (genTmp[i] == '1')
38.             value += pow(2, j);
39.     }
40.  
41.     return value;
42. }
43.  
44. void bindValue(Person persons[], const unsigned int cardin)
45. {
46.     for (int i = 0; i < cardin; i++)
47.         persons[i].value = binToDec(persons[i].gen);
48. }
49.  
50. void initPersons(Person persons[], const unsigned int cardin)
51. {
52.     srand(time(NULL));
53.  
54.     char gen[LENGTH_GEN];
55.     for (int i = 0; i < cardin; i++)
56.     {
57.         for (int j = 0; j < LENGTH_GEN; j++)
58.         {
59.             gen[j] = rand() % 2;
60.         }
61.         copyGen(persons[i].gen, gen);
62.         persons[i].value = binToDec(gen);
63.         persons[i].gen[LENGTH_GEN] = 0;
64.     }
65. }
66.  
67. void typePersons(const Person persons[], const unsigned int cardin)
68. {
69.     for (int i = 0; i < cardin; i++)
70.         cout << i << ": " << persons[i].gen << ", wartosc: " << persons[i].value << endl;
71. }
72.  
73. double punktValue(const double a, const double b, const double c, const double x)
74. {
75.     double y = a * x * x + b * x + c;
76.     return y;
77. }
78.  
79. void clear(string nazwafileu)
80. {
81.     remove("file.txt");
82. }
83.  
84. void mutation(char gen[], const float probMutation)
85. {
86.     int random;
87.  
88.     for (int i = 0; i < LENGTH_GEN; i++)
89.     {
90.         random = rand() % 100 + 1;
91.         if ((float)random <= probMutation * 100)
92.         {
93.             if (gen[i] == '0')
94.             {
95.                 gen[i] = '1';
96.             }
97.             else if (gen[i] == '1')
98.             {
99.                 gen[i] = '0';
100.             }
101.         }
102.     }
103. }
104.  
105. void best(Person persons[], const unsigned int cardin, const double a, const double b, const double c)
106. {
107.     double value, maxvalue = punktValue(a, b, c, persons[0].value);
108.     double xMax = persons[0].value;
109.  
110.     for (int i = 1; i < cardin; i++)
111.     {
112.         value = punktValue(a, b, c, persons[i].value);
113.         if (value > maxvalue)
114.         {
115.             maxvalue = value;
116.             xMax = persons[i].value;
117.         }
118.     }
119.     cout << "Wartosc funkcji najlepiej przystosowanego Osobnika wynosi: " << maxvalue << ", dla x = " << xMax << endl;
120.  
121.     ofstream file;
122.     file.open("wynik.txt", ios::app);
123.  
124.     if (!file)
125.         cout << "Nie moge otworzyc fileu!n";
126.     file << xMax << " " << maxvalue << endl;
127.     file.close();
128. }
129.  
130.  
131.  
132. void hybirdParents(char *child, const char parentOne[], const char parentTwo[], const int param)
133. {
134.     int cutPoint = rand() % (LENGTH_GEN - 1) + 1;
135.  
136.     if (param == 1)
137.     {
138.         for (int i = 0; i < cutPoint; i++)
139.             child[i] = parentOne[i];
140.  
141.         for (int i = cutPoint; i < LENGTH_GEN; i++)
142.             child[i] = parentTwo[i];
143.     }
144.     else
145.     {
146.         for (int i = 0; i < cutPoint; i++)
147.             child[i] = parentTwo[i];
148.  
149.         for (int i = cutPoint; i < LENGTH_GEN; i++)
150.             child[i] = parentOne[i];
151.     }
152. }
153.  
154. void hybrid(Person persons[], const unsigned int cardin, const float probHybird)
155. {
156.     bool busyArray[cardin];
157.     for (int i = 0; i < cardin; i++)
158.         busyArray[i] = false;
159.  
160.     int index, random;
161.     char child1[LENGTH_GEN + 1];
162.     char child2[LENGTH_GEN + 1];
163.     child1[LENGTH_GEN] = 0;
164.     child2[LENGTH_GEN] = 0;
165.  
166.     for (int i = 0; i < cardin / 2; i++)
167.     {
168.         index = rand() % (cardin / 2) + (cardin / 2);
169.         if (!busyArray[index])
170.         {
171.             busyArray[i] = true;
172.             busyArray[index] = true;
173.             random = rand() % 100 + 1;
174.             if ((float)random <= probHybird * 100)
175.             {
176.                 hybirdParents(child1, persons[i].gen, persons[index].gen, 1);
177.                 hybirdParents(child2, persons[i].gen, persons[index].gen, 2);
178.                 copyGen(persons[i].gen, child1);
179.                 copyGen(persons[index].gen, child2);
180.             }
181.         }
182.         else
183.         {
184.             i--;
185.             continue;
186.         }
187.     }
188. }
189.  
190. void selection(Person persons[], const unsigned int cardin, const double a, const double b, const double c)
191. {
192.     double fsum = 0;
193.     double f[cardin];
194.     double p[cardin];
195.  
196.     for (int i = 0; i < cardin; i++)
197.     {
198.         f[i] = punktValue(a, b, c, persons[i].value);
199.         fsum += f[i];
200.     }
201.  
202.     for (int i = 0; i < cardin; i++)
203.     {
204.         p[i] = f[i] / fsum;
205.     }
206.  
207.     Person personsTmp[cardin];
208.     float random, tmp;
209.  
210.     for (int i = 0; i < cardin; i++)
211.     {
212.         random = static_cast<float>(rand()) / static_cast<float>(RAND_MAX);
213.         tmp = 0;
214.  
215.         for (int j = 0; j < cardin; j++)
216.         {
217.             tmp += p[j];
218.             if (tmp >= random)
219.             {
220.                 copyGen(personsTmp[i].gen, persons[j].gen);
221.                 personsTmp[i].value = persons[j].value;
222.                 break;
223.             }
224.         }
225.     }
226.  
227.     for (int i = 0; i < cardin; i++)
228.     {
229.         copyGen(persons[i].gen, personsTmp[i].gen);
230.         persons[i].value = personsTmp[i].value;
231.     }
232. }
233.  
234. int main()
235. {
236.     //f(x)=ax^2+bx+c
237.     const unsigned int populationNumber = 15;
238.     const unsigned int populationSize = 10;
239.     const float probHybird = 0.8;
240.     const float probMutation = 0.1;
241.     unsigned int NOS = 40;
242.     double a = 4.0;
243.     double b = 7.0;
244.     double c = 2.0;
245.  
246.     clear("wynik.txt");
247.     cout << "Obliczam wspolczynnik a = 4, b = 7 i c = 2 rownania f(x)=ax^2+bx+c ...." << endl;
248.     Sleep(2000);
249.     cout << "Zaczynam krzyzowanie 40 razy, aby znalezc najlepszego!" << endl;
250.     Sleep(1000);
251.  
252.     if (populationSize % 2 != 0)
253.     {
254.         cout << "Liczebnosc populacji musi byc parzysta!" << endl;
255.         return 1;
256.     }
257.  
258.     Person persons[populationSize];
259.     initPersons(persons, populationSize);
260.  
261.     for (int k = 0; k < NOS; k++)
262.     {
263.         cout << endl
264.              << endl
265.              << "Program nr: " << k + 1 << endl;
266.         for (int i = 0; i < populationNumber; i++)
267.         {
268.             cout << endl
269.                  << "Populacja nr: " << i + 1 << endl;
270.             typePersons(persons, populationSize);
271.             hybrid(persons, populationSize, probHybird);
272.             for (int j = 0; j < populationSize; j++) {
273.                 mutation(persons[j].gen, probMutation);
274.             }
275.             selection(persons, populationSize, a, b, c);
276.             bindValue(persons, populationSize);
277.  
278.             if (i == populationNumber - 1) {
279.                 best(persons, populationSize, a, b, c);
280.             }
281.         }
282.     }
283.  
284.     return 0;
285. }
286.