yeah
This commit is contained in:
@@ -3,7 +3,7 @@ CXXFLAGS+= -Wall -std=c++14
|
||||
CXXFLAGS+= -g
|
||||
CXXFLAGS+= -O2
|
||||
#CXXFLAGS+= -pg -fPIC
|
||||
CXXFLAGS+= -fPIC
|
||||
CXXFLAGS+= -fPIC -pthread
|
||||
|
||||
%.o : %.cpp %.h
|
||||
$(CXX) $(CXXFLAGS) -c $< -o $@
|
||||
|
||||
19
src/Genetics/Except.h
Normal file
19
src/Genetics/Except.h
Normal file
@@ -0,0 +1,19 @@
|
||||
#ifndef _GENETICS_EXCEPT_H_
|
||||
#define _GENETICS_EXCEPT_H_
|
||||
#include <string>
|
||||
|
||||
namespace Shin
|
||||
{
|
||||
namespace Genetics
|
||||
{
|
||||
class Exception
|
||||
{
|
||||
public:
|
||||
Exception(const std::string &s): str(s) {};
|
||||
const char* what()const noexcept {return str.c_str();};
|
||||
protected:
|
||||
std::string str;
|
||||
};
|
||||
}
|
||||
}
|
||||
#endif
|
||||
79
src/Genetics/Generation.h
Normal file
79
src/Genetics/Generation.h
Normal file
@@ -0,0 +1,79 @@
|
||||
#ifndef _GENETICS_GENERATION_H_
|
||||
#define _GENETICS_GENERATION_H_
|
||||
|
||||
#include <vector>
|
||||
#include <float.h>
|
||||
#include <cstddef>
|
||||
|
||||
#include "Individual.h"
|
||||
|
||||
namespace Shin
|
||||
{
|
||||
namespace Genetics
|
||||
{
|
||||
template <class _T>
|
||||
class Generation
|
||||
{
|
||||
public:
|
||||
/* constructors and so */
|
||||
Generation ():individual() {}
|
||||
|
||||
Generation (const Generation &old):individual(old.individual) {}
|
||||
|
||||
Generation& operator=(const Generation &g) {individual=g.individual; return *this;}
|
||||
|
||||
/* generation manipulation */
|
||||
size_t size() {return individual.size();}
|
||||
|
||||
_T& operator[](const size_t i) { return individual[i];}
|
||||
|
||||
void add(const _T &a) { individual.push_back(a);}
|
||||
|
||||
inline auto begin() {return individual.begin();};
|
||||
|
||||
inline auto end() {return individual.end();};
|
||||
|
||||
/* different fitness counting */
|
||||
double absoluteFitness()
|
||||
{
|
||||
return 0.0;
|
||||
}
|
||||
|
||||
double relativeFiness()
|
||||
{
|
||||
return 0.0;
|
||||
}
|
||||
|
||||
double bestFitness()
|
||||
{
|
||||
double f=DBL_MIN;
|
||||
for(const _T &a:individual)
|
||||
if(f < a.getFitness())
|
||||
f=a.getFitness();
|
||||
return f;
|
||||
}
|
||||
|
||||
double worstFitness()
|
||||
{
|
||||
double f=DBL_MAX;
|
||||
for(const _T &a:individual)
|
||||
if(f > a.getFitness())
|
||||
f=a.getFitness();
|
||||
return f;
|
||||
}
|
||||
|
||||
double averageFitness()
|
||||
{
|
||||
double f=0;
|
||||
for(const _T &a:individual)
|
||||
f+=a.getFitness();
|
||||
return f/individual.size();
|
||||
}
|
||||
|
||||
protected:
|
||||
std::vector<_T> individual;
|
||||
};
|
||||
}
|
||||
}
|
||||
|
||||
#endif
|
||||
94
src/Genetics/GenerationCreater.h
Normal file
94
src/Genetics/GenerationCreater.h
Normal file
@@ -0,0 +1,94 @@
|
||||
#ifndef _GENETICS_GENCREATOR_H_
|
||||
#define _GENETICS_GENCREATOR_H_
|
||||
|
||||
#include "Generation.h"
|
||||
#include "Individual.h"
|
||||
|
||||
namespace Shin
|
||||
{
|
||||
namespace Genetics
|
||||
{
|
||||
template <class _T>
|
||||
class GenerationCreater
|
||||
{
|
||||
public:
|
||||
Generation<_T> operator()(Generation<_T> &g) {return generate(g);}
|
||||
virtual Generation<_T> generate(Generation<_T> &gen)=0;
|
||||
virtual ~GenerationCreater() {}
|
||||
protected:
|
||||
unsigned maxGenerationSize=150;
|
||||
/* static void run(GenerationCreater* r,unsigned long from, unsigned long to,unsigned long fitness, Generation *gen, Generation *s)
|
||||
{ r->runner(from,to,fitness,gen,s); }
|
||||
virtual void runner(unsigned long from, unsigned long to,unsigned long fitness, Generation *gen, Generation *s)=0;
|
||||
*/
|
||||
};
|
||||
|
||||
template <class _T>
|
||||
class Roulete: public GenerationCreater<_T>
|
||||
{
|
||||
public:
|
||||
Generation<_T> generate(Generation<_T> &gen) override;
|
||||
protected:
|
||||
};
|
||||
}
|
||||
}
|
||||
|
||||
template <class _T>
|
||||
Shin::Genetics::Generation< _T > Shin::Genetics::Roulete<_T>::generate(Shin::Genetics::Generation< _T >& gen)
|
||||
{
|
||||
Generation<_T> newGen;
|
||||
long fitness=0;
|
||||
for(const _T &a:gen)
|
||||
{
|
||||
fitness+=a.fitness();
|
||||
}
|
||||
double avFitness=gen.averageFitness();
|
||||
|
||||
for(unsigned int i=0;i<gen.size() && i < this->maxGenerationSize*2/3;i++)
|
||||
{
|
||||
if(gen[i].getFitness() >= avFitness)
|
||||
{
|
||||
newGen.add(gen[i]);
|
||||
if(rand()%20==0)
|
||||
{
|
||||
newGen.add(gen[i].combine(gen[i]));
|
||||
newGen[newGen.size()-1].mutate();
|
||||
}
|
||||
|
||||
}
|
||||
}
|
||||
if(fitness==0)
|
||||
fitness++;
|
||||
|
||||
while(newGen.size()< this->maxGenerationSize)
|
||||
{
|
||||
unsigned int x=rand()%(fitness+1);
|
||||
unsigned int y=rand()%(fitness+1);
|
||||
unsigned int xIndividual=0;
|
||||
unsigned int yIndividual=0;
|
||||
|
||||
while( x > 0 && xIndividual < gen.size())
|
||||
{
|
||||
x-=gen[xIndividual].fitness();
|
||||
if(x>0)
|
||||
++xIndividual;
|
||||
}
|
||||
|
||||
while(y>0 && yIndividual <gen.size())
|
||||
{
|
||||
y-=gen[yIndividual].getFitness();
|
||||
if(y>0)
|
||||
yIndividual++;
|
||||
}
|
||||
xIndividual=xIndividual%(gen.size());
|
||||
yIndividual=yIndividual%(gen.size());
|
||||
|
||||
newGen.add(gen[xIndividual].combine(gen[yIndividual]));
|
||||
if(rand()%20==0)
|
||||
newGen[newGen.size()-1].mutate();
|
||||
}
|
||||
return newGen;
|
||||
}
|
||||
|
||||
|
||||
#endif
|
||||
@@ -2,12 +2,97 @@
|
||||
|
||||
using namespace Shin::Genetics;
|
||||
|
||||
/*S::XXY S::Genetics::getSolution()
|
||||
/*
|
||||
Generation Roulete::generate(Generation& gen)
|
||||
{
|
||||
while(1)
|
||||
Generation s;
|
||||
long fitness=0;
|
||||
|
||||
for (unsigned int i=0;i<gen.size();i++)
|
||||
fitness+=abs(gen[i]->getFitness());
|
||||
unsigned int size=150;
|
||||
|
||||
double avFitness=(gen.bestFitness()+gen.averageFitness())/2;
|
||||
|
||||
for(unsigned int i=0;i<gen.size() && i < size*2/3;i++)
|
||||
{
|
||||
|
||||
if(gen[i]->getFitness() > avFitness)
|
||||
{
|
||||
s.add(gen[i]);
|
||||
if(rand()%20==0)
|
||||
{
|
||||
s.add(gen[i]->combine(gen[i]));
|
||||
s[s.size()-1]->mutate();
|
||||
}
|
||||
|
||||
}
|
||||
}
|
||||
|
||||
size-=s.size();
|
||||
|
||||
if(size>gen.size())
|
||||
size=gen.size();//+(gen.size()+1)/2;
|
||||
|
||||
if(fitness==0)
|
||||
fitness++;
|
||||
|
||||
std::vector <std::thread *> threads;
|
||||
if((size > 1000))
|
||||
{
|
||||
long step=size/4;
|
||||
for(int i=0;i<4;i++)
|
||||
{
|
||||
std::cout << "f: "<< (i*step) << ", t: "<< ((i+1)*step) << "\n";
|
||||
std::thread *a= new std::thread(run,this,i*step,i==3?(size+1):((i+1)*step+1),fitness,&gen,&s);
|
||||
// a->join();
|
||||
// delete a;
|
||||
threads.push_back(a);
|
||||
}
|
||||
|
||||
}else
|
||||
{
|
||||
this->runner(0,size+1,fitness,&gen,&s);
|
||||
// std::thread *a= new std::thread(run,this,0,size+1,fitness,&gen,&s);
|
||||
// threads.push_back(a);
|
||||
}
|
||||
for(std::thread *a:threads)
|
||||
{
|
||||
a->join();
|
||||
delete a;
|
||||
}
|
||||
|
||||
return s;
|
||||
}
|
||||
|
||||
void Roulete::runner(long unsigned int from, long unsigned int to,unsigned long fitness, Generation *gen, Generation *s)
|
||||
{
|
||||
for(int i=from;i<to;i++)
|
||||
{
|
||||
unsigned int x=rand()%(fitness+1);
|
||||
unsigned int y=rand()%(fitness+1);
|
||||
unsigned int xIndividual=0;
|
||||
unsigned int yIndividual=0;
|
||||
while( x > 0 && xIndividual < gen->size())
|
||||
{
|
||||
x-=gen->operator[](xIndividual)->getFitness();
|
||||
if(x>0)
|
||||
++xIndividual;
|
||||
}
|
||||
|
||||
while(y>0 && yIndividual <gen->size())
|
||||
{
|
||||
y-=gen->operator[](yIndividual)->getFitness();
|
||||
if(y>0)
|
||||
yIndividual++;
|
||||
}
|
||||
|
||||
xIndividual=xIndividual%(gen->size());
|
||||
yIndividual=yIndividual%(gen->size());
|
||||
|
||||
// std::cout << fitness << " - " << xIndividual <<" - " << yIndividual << "\n";
|
||||
s->add(gen->operator[](xIndividual)->combine(gen->operator[](yIndividual)));
|
||||
if(rand()%20==0)
|
||||
s->operator[](s->size()-1)->mutate();
|
||||
}
|
||||
}
|
||||
*/
|
||||
@@ -1,44 +1,73 @@
|
||||
#ifndef _GENETICS_H_
|
||||
#define _GENETICS_H_
|
||||
|
||||
#include "Generation.h"
|
||||
#include "Except.h"
|
||||
#include "GenerationCreater.h"
|
||||
|
||||
#include <vector>
|
||||
#include <iostream>
|
||||
#include <thread>
|
||||
#include <mutex>
|
||||
|
||||
namespace Shin
|
||||
{
|
||||
namespace Genetics
|
||||
{
|
||||
class XXY
|
||||
{
|
||||
|
||||
};
|
||||
|
||||
class Entity
|
||||
/*
|
||||
|
||||
class Roulete: public GenerationCreater
|
||||
{
|
||||
public:
|
||||
virtual void mutate()=0;
|
||||
virtual Entity& combine(const Entity &s)=0;
|
||||
virtual double getFitness()=0;
|
||||
private:
|
||||
|
||||
};
|
||||
|
||||
class Generation
|
||||
{
|
||||
public:
|
||||
double absoluteFitness();
|
||||
double relativeFiness();
|
||||
double bestFitness();
|
||||
double worstFitness();
|
||||
double averageFitness();
|
||||
unsigned long size();
|
||||
Generation generate(Generation &gen) override;
|
||||
protected:
|
||||
|
||||
virtual void runner(unsigned long from, unsigned long to,unsigned long fitness, Generation *gen, Generation *s);
|
||||
};
|
||||
|
||||
template <typename _T>
|
||||
*/
|
||||
template <class _T, typename _C=Roulete<_T>>
|
||||
class Genetics
|
||||
{
|
||||
public:
|
||||
XXY getSolution(_T);
|
||||
Genetics():c(*new _C()),generation(),deleteCreater(1) {}
|
||||
Genetics(GenerationCreater<_T> *gc):c(gc),generation() {}
|
||||
virtual ~Genetics()
|
||||
{
|
||||
if(deleteCreater)
|
||||
delete &c;
|
||||
}
|
||||
void addIndividual (const _T &ind) { generation.add(ind); }
|
||||
_T& getSolution(int maxGenerations,int targetFitness)
|
||||
{
|
||||
srand(time(NULL));
|
||||
for(int round=0;round<maxGenerations;round++)
|
||||
{
|
||||
makeRound(round);
|
||||
std::cout << "Round: " << round << " " << generation.size() << " " << generation.bestFitness() <<" - " << generation.worstFitness() << "\n";
|
||||
for(_T& t:generation)
|
||||
{
|
||||
if(t.getFitness()>=targetFitness)
|
||||
return t;
|
||||
}
|
||||
}
|
||||
double maxFitness=generation.bestFitness();
|
||||
for(_T& t:generation)
|
||||
{
|
||||
if(t.getFitness()==maxFitness)
|
||||
return t;
|
||||
};
|
||||
throw Exception("Error finding individual with best Fitess");
|
||||
}
|
||||
void makeRound(const int round)
|
||||
{
|
||||
if(round%500==1)
|
||||
srand(time(NULL));
|
||||
generation=c(generation);
|
||||
}
|
||||
protected:
|
||||
GenerationCreater<_T> &c;
|
||||
Generation<_T> generation;
|
||||
bool deleteCreater=0;
|
||||
private:
|
||||
};
|
||||
|
||||
|
||||
3
src/Genetics/Individual.cpp
Normal file
3
src/Genetics/Individual.cpp
Normal file
@@ -0,0 +1,3 @@
|
||||
#include "Individual.h"
|
||||
|
||||
|
||||
18
src/Genetics/Individual.h
Normal file
18
src/Genetics/Individual.h
Normal file
@@ -0,0 +1,18 @@
|
||||
#ifndef _GENETICS_INDIVIDUAL_H
|
||||
#define _GENETICS_INDIVIDUAL_H
|
||||
|
||||
namespace Shin
|
||||
{
|
||||
namespace Genetics
|
||||
{
|
||||
class Individual
|
||||
{
|
||||
public:
|
||||
virtual void mutate()=0;
|
||||
virtual double getFitness() const=0;
|
||||
inline double fitness() const {return getFitness();}
|
||||
private:
|
||||
};
|
||||
}
|
||||
}
|
||||
#endif // INDIVIDUAL_H
|
||||
@@ -1,4 +1,4 @@
|
||||
OBJFILES=./Genetics.o
|
||||
OBJFILES=./Individual.o ./Genetics.o
|
||||
|
||||
LIBNAME=Genetics
|
||||
|
||||
@@ -8,10 +8,10 @@ all: lib
|
||||
|
||||
lib: $(LIBNAME).so $(LIBNAME).a
|
||||
|
||||
$(LIBNAME).so: $(OBJFILES)
|
||||
$(CXX) -shared $(CXXFLAGS) $(OBJFILES) -o $(LIBNAME).so
|
||||
$(LIBNAME).so: $(OBJFILES) ./Genetics.h ./Generation.h ./GenerationCreater.h
|
||||
$(CXX) -shared $(CXXFLAGS) $(OBJFILES) -o $(LIBNAME).so -lpthread
|
||||
|
||||
$(LIBNAME).a: $(OBJFILES)
|
||||
$(LIBNAME).a: $(OBJFILES) ./Genetics.h ./Generation.h ./GenerationCreater.h
|
||||
rm -f $(LIBNAME).a # create new library
|
||||
ar rcv $(LIBNAME).a $(OBJFILES)
|
||||
ranlib $(LIBNAME).a
|
||||
|
||||
@@ -1,7 +1,11 @@
|
||||
include ../Makefile.const
|
||||
|
||||
LIB_DIR = ../lib
|
||||
ALL_TESTS=01 02 03
|
||||
GEN_TESTS=g-01
|
||||
#g-02
|
||||
NN_TESTS=nn-01 nn-02 nn-03
|
||||
ALL_TESTS=$(NN_TESTS) $(GEN_TESTS)
|
||||
|
||||
LIBS=$(LIB_DIR)/Genetics.a $(LIB_DIR)/NeuronNetwork.a
|
||||
#LIBS=-lGenetics.so -lNeuronNetwork
|
||||
|
||||
@@ -9,11 +13,17 @@ CXXFLAGS += -I$(LIB_DIR)
|
||||
|
||||
all:| lib $(ALL_TESTS);
|
||||
|
||||
|
||||
gen: $(GEN_TESTS)
|
||||
|
||||
test: all
|
||||
@for i in $(ALL_TESTS); do echo -n ./$$i; echo -n " - "; ./$$i; echo ""; done
|
||||
|
||||
%: %.cpp $(LIBS)
|
||||
$(CXX) $(CXXFLAGS) -o $@ $< $ $(LIBS) -lm
|
||||
g-%: g-%.cpp $(LIB_DIR)/Genetics.a
|
||||
$(CXX) $(CXXFLAGS) -o $@ $< $ $(LIB_DIR)/Genetics.a $(LIB_DIR)/NeuronNetwork.a -lm
|
||||
|
||||
nn-%: nn-%.cpp $(LIB_DIR)/NeuronNetwork.a
|
||||
$(CXX) $(CXXFLAGS) -o $@ $< $ $(LIB_DIR)/NeuronNetwork.a -lm
|
||||
|
||||
lib:
|
||||
make -C ../
|
||||
make -C ../
|
||||
|
||||
69
tests/g-01.cpp
Normal file
69
tests/g-01.cpp
Normal file
@@ -0,0 +1,69 @@
|
||||
#include "../src/Genetics/Genetics.h"
|
||||
|
||||
#include <iostream>
|
||||
class S: public Shin::Genetics::Individual
|
||||
{
|
||||
public:
|
||||
S(const double &a, const double &b) :Sa(a),Q(b)
|
||||
{
|
||||
};
|
||||
void mutate()
|
||||
{
|
||||
if(rand()%2==1)
|
||||
{
|
||||
Sa=(Sa*(double)(80.0+(double)(rand()%61)))/100.0+(40-rand()%80);
|
||||
}
|
||||
if(rand()%2==1)
|
||||
{
|
||||
Sa=-Sa;
|
||||
}
|
||||
if(rand()%2==1)
|
||||
{
|
||||
Q=(Q*(double)(60.0+(double)(rand()%81)))/100.0+(40-rand()%80);
|
||||
}
|
||||
if(rand()%2==1)
|
||||
{
|
||||
Q=-Q;
|
||||
}
|
||||
};
|
||||
S combine(S &s)
|
||||
{
|
||||
double a;
|
||||
double b;
|
||||
if( rand()%2)
|
||||
a=s.Sa;
|
||||
else
|
||||
a=Sa;
|
||||
if( rand()%2)
|
||||
b=s.Q;
|
||||
else
|
||||
b=Q;
|
||||
return S(a,b);
|
||||
}
|
||||
|
||||
double getFitness() const
|
||||
{
|
||||
return (double)1.0/(double)(Sa);
|
||||
//double s=abs(Sa-98545)+abs(Q+85);
|
||||
//return Sa*100-Q*5;
|
||||
//return 985258-s;
|
||||
//return s < 0?0:s;
|
||||
}
|
||||
double Sa;
|
||||
double Q;
|
||||
void dump()
|
||||
{
|
||||
std::cout<< " Sa: " << Sa <<" Q: " << Q << " fitness: " <<getFitness() << "\n";
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||||
}
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||||
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||||
};
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||||
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||||
int main()
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||||
{
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||||
Shin::Genetics::Genetics<S> g;
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||||
g.addIndividual(S(1,0));
|
||||
g.addIndividual(S(1,50));
|
||||
g.addIndividual(S(50,50));
|
||||
S &s=g.getSolution(10000,99999999);
|
||||
s.dump();
|
||||
}
|
||||
118
tests/g-02.cpp
Normal file
118
tests/g-02.cpp
Normal file
@@ -0,0 +1,118 @@
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||||
#include "../src/Genetics/Genetics.h"
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||||
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||||
#include "../src/NeuronNetwork/Network"
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||||
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#include <iostream>
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||||
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||||
class X: public Shin::NeuronNetwork::Problem
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||||
{
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||||
public:
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||||
X(bool a,bool b):a(a),b(b)
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||||
{
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||||
}
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protected:
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||||
std::vector<bool> representation() const
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||||
{
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return std::vector<bool>({a,b});
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||||
}
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||||
bool a,b;
|
||||
};
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||||
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||||
class S: public Shin::Genetics::Individual
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||||
{
|
||||
public:
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S():n(2,4,1)
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||||
{
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||||
}
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||||
void mutate()
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||||
{
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||||
for(int i=0;i<3;i++)
|
||||
{
|
||||
for (int j=0;j<n[i]->size();j++)
|
||||
{
|
||||
if(rand()%20==1)
|
||||
{
|
||||
if(rand()%2==1)
|
||||
n[i]->operator[](j)->setPotential(n[i]->operator[](j)->getPotential()-0.5);
|
||||
else
|
||||
n[i]->operator[](j)->setPotential(n[i]->operator[](j)->getPotential()+0.5);
|
||||
}
|
||||
int k;
|
||||
if(i==0)
|
||||
k=0;
|
||||
else if(i==1)
|
||||
k=2;
|
||||
else
|
||||
k=3;
|
||||
for(;k>=0;--k)
|
||||
if(rand()%20==0)
|
||||
{
|
||||
if(rand()%2)
|
||||
n[i]->operator[](j)->setWeight(k,n[i]->operator[](j)->getWeight(k)-1);
|
||||
else
|
||||
n[i]->operator[](j)->setWeight(k,n[i]->operator[](j)->getWeight(k)+1);
|
||||
}
|
||||
}
|
||||
}
|
||||
};
|
||||
S* SQ(S *s)
|
||||
{
|
||||
S * a= new S();
|
||||
for(int i=0;i<3;i++)
|
||||
{
|
||||
for (int j=0;j<n[i]->size();j++)
|
||||
{
|
||||
Shin::NeuronNetwork::Neuron *q;
|
||||
if(rand()%2==1)
|
||||
{
|
||||
q=n[i]->operator[](j);
|
||||
}else
|
||||
{
|
||||
q=s->n[i]->operator[](j);
|
||||
}
|
||||
a->n[i]->operator[](j)->setPotential(q->getPotential());
|
||||
|
||||
int k;
|
||||
if(i==0)
|
||||
k=0;
|
||||
else if(i==1)
|
||||
k=2;
|
||||
else
|
||||
k=3;
|
||||
for(;k>=0;--k)
|
||||
a->n[i]->operator[](j)->setWeight(k,q->getWeight(k));
|
||||
}
|
||||
}
|
||||
return a;
|
||||
}
|
||||
Individual* combine(Individual *s)
|
||||
{
|
||||
return SQ(dynamic_cast<S*>(s));
|
||||
}
|
||||
|
||||
Shin::NeuronNetwork::FeedForwardNetwork n;
|
||||
double getFitness()
|
||||
{
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||||
int a=0;
|
||||
if(n.solve(X(1,1))[0]==0)
|
||||
a++;
|
||||
if(n.solve(X(1,0))[0]==1)
|
||||
a++;
|
||||
if(n.solve(X(0,1))[0]==1)
|
||||
a++;
|
||||
if(n.solve(X(0,0))[0]==0)
|
||||
a++;
|
||||
return a;
|
||||
}
|
||||
void dump()
|
||||
{
|
||||
}
|
||||
|
||||
};
|
||||
|
||||
int main()
|
||||
{
|
||||
Shin::Genetics::Genetics<S> g;
|
||||
S* s=(S*)g.getSolution(99999,999999);
|
||||
s->dump();
|
||||
}
|
||||
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