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< >我搜到一个java版蚂蚁算法的程序,我不懂JAVA请高手帮我改成c或matlab</P>5 w. V2 u% s5 I& Z0 p" |. ^
< >package ant;4 Y {1 N, \6 ^/ J
/*0 Y- O' ]; G" Q' A
* @(#)Antcolony.java 1.0 03/05/22
/ o/ W* i2 b% q, f7 b+ s *4 e. G( h/ ]5 l5 Z4 x2 V9 s
* You can modify the template of this file in the3 R: K6 T" p8 ^6 f
* directory ..\JCreator\Templates\Template_2\Project_Name.java; Y' L7 m! J# q0 ]$ m
*
6 H! J J* _! P. }4 e0 B9 E z * You can also create your own project template by making a new8 p" u! \$ K- U
* folder in the directory ..\JCreator\Template\. Use the other
7 [& M, v v* x' J * templates as examples.
+ k) l5 o9 _, V/ U) w *$ u" M- R, c1 B, K/ [& f U
*/</P>
) ^4 U9 n" H0 t4 W) r< >import java.awt.*;
8 E% e) |8 p. n8 Iimport java.applet.*;, w2 R6 F& J5 v& `! R4 x
import java.awt.event.*;
! O/ ?6 s- W; q5 ~2 s) zimport java.util.Vector;</P>4 H+ o% i$ _* }: M- Q8 @
< >class AntCanvas extends Canvas6 V4 d' H" d3 [: o
{5 z3 V% k( U$ O" W, G" n) a
//画布,一切画图操作均由该类完成
- ?0 m' v5 T: G! N4 G //Image image;; ]$ F* o* d6 [: N' g
Color obs_color;//障碍物颜色3 l( K$ r; H5 O* R- B& D
Color origin_color;//我的颜色
$ g6 p! ?4 a7 }8 s# B O Color back_color;//背景色5 J2 j$ K8 p- A* z9 |. ~- D
Color end_color;//食物点的颜色 U% R j) R3 {6 h6 d' H; l d7 m+ _/ P
//boolean first;- O$ G+ t% X: ?1 l( U& u# _
boolean reset;</P>
- D) i8 G& }, ^6 ^$ u3 q6 b< >/* public AntCanvas(Image img) {</P>
/ K1 G" y0 ^1 z) I E' z< > super();
' _1 e9 v- z& _/ K- j image = img;3 c; @& E0 [7 Z
obs_color = Color.white;, o# X; y+ V/ n1 }& k1 J
setBackground(Color.black);
9 ~( U5 f8 b! s8 {3 [2 |/ n setForeground(Color.white);% E6 @+ R/ C3 h5 h9 P" a
first = true;
/ A8 j( o* A5 u$ z reset = false;</P>
9 g# k! y1 U5 z$ v- U% Q& @7 X# f( e< > }*/</P>: `6 h" u# G' m) s% _
< > public AntCanvas() {</P>0 _- D' T$ H( f0 a2 ~
< > super();3 X( w/ G% e0 \9 r9 C5 L+ N
//image = null;
+ r4 K6 {( l8 i9 n& h7 e back_color=Antcolony.BACK_COLOR;/ }. b. K7 A6 R* ~1 D* l) M
setBackground(back_color);, P, n/ }1 O) Z/ o7 c! b3 o- F& Y
setForeground(Color.white);9 H: d, Z( R+ Q2 L7 A0 R
obs_color = Antcolony.OBS_COLOR;2 L( {4 c: f4 ?9 g! s- Q! p
origin_color=Antcolony.ORIGIN_COLOR;
; Y3 c: _4 ] S; N2 T end_color=Antcolony.End_COLOR;% q. b! `6 i: ^1 h4 [3 Z
//first = true;& r1 f# {- a6 i5 ^% ~
reset = true;</P>
6 V, e- \4 {; G< > }</P>
9 N4 i" O: Q$ ]& q% l+ }6 T' X6 H8 F< > public void Clear() {
/ S3 w. o! D( F E) {/ t& v //清空画布+ I; w2 ~. G- W$ Z; E
reset = true;+ n! p- }* M& v z4 t0 E/ N m6 H1 Z# C
repaint();
! Q7 ~% N: o4 ]* h) ]$ I }</P>) C) e0 F2 o* w, W& _3 A
< >
; |6 `8 O5 I8 \4 q3 F public void paint(Graphics g) {6 {/ F3 `& Z: u. v% P: h
int i; A" t8 N/ j& S4 z
//重画的时候仅仅画障碍物; I# k' x) n3 u2 I9 a$ j$ v5 G
g.setColor(Color.black);
; s! B0 s/ P0 Y6 n9 U g.fillRect(0,0,size().width,size().height);8 f7 V, {% o( |0 s. N
g.setColor(obs_color);
" ]0 a, v! H: ~6 H5 I5 R for(i=0;i<Antcolony.obsCount;i++){- y9 y6 F& f6 b& L3 E$ {* b) X
g.fillRect(Antcolony.obsP.x,Antcolony.obsP.y,1,1);3 k& z2 T3 y2 m5 v2 l
}</P>: y5 {" l" z3 V4 z0 W8 {8 {/ f0 u
< > }8 A. j2 o9 v' ^2 U9 a- \
public void process(){
4 e8 f0 K9 X9 E$ ?& Z' i //处理动画的过程6 @# l! p3 n) H3 S) `
Graphics g=this.getGraphics();
" y( J; C7 `. f! g g.setColor(end_color);* z; n! _/ y& ~) w
for(int j=0;j<Antcolony.EndPts;j++){6 H" v3 Y* B5 g1 s7 }, M
//画所有的食物点
* _, P; @0 b4 j/ S, ^ g.fillRect(Antcolony.EndPt[j].x,Antcolony.EndPt[j].y,2,2);6 m+ L1 S9 U6 H0 `7 ^2 `7 e) ^
}
+ d$ W+ Y8 ]+ R% k) ?$ w: f for(int i=0;i<Antcolony.antCount;i++){8 H P/ {- N9 ^8 c; a6 E: N
//每只蚂蚁开始决策,并画蚂蚁
, P0 | A2 s* ]9 e$ J1 O3 n0 ]* S! W Antcolony.ants.Process();
' ~9 }8 d e: Y2 I* @% y! G Antcolony.ants.Draw(g);
- P5 t7 j4 D! [3 w8 ` }* w, g! C' n t! w' b5 w; Z. [5 X
for(int i=0;i<Antcolony.phe.size();i++){
( d! X2 y' ~' l) z4 ]: K Pheromone v=(Pheromone)(Antcolony.phe.elementAt(i));
7 [1 Y% L! v, t7 t/ Y! X! [ //Antcolony的drawPhe变量标志是否画信息素2 P" t, e$ _- L! Y/ }
switch(Antcolony.drawPhe){
3 D2 | a! v3 ~1 G1 W" k case (1):
& Z, D! l' r8 c( C8 Y9 F( l v.Draw(g);
4 G7 [6 C. Y& q; {* g3 s) i break;
, g6 X# \: `: y9 y$ E( f. z case (2):
& u) k/ M0 M. d8 }, ? if(v.kind==1)v.Draw(g);
% a1 H. _7 g: I& T1 q# P break;
1 w9 G& y7 \2 ~9 w+ H* p4 Y8 r- ^0 n case (3):
* Y9 n# }- F: O if(v.kind==0)v.Draw(g);
& X' `/ X3 y5 t% Q$ m break;
) {+ I& F8 v7 m6 i }! k0 y* a8 d0 y0 z$ E8 M/ U
v.delimit(g);- H' c8 G, w" s' j" \6 ^
}
3 e# c8 [5 e) v# p( n5 I$ V g.setColor(origin_color);
: t; k. I7 a4 E for(int i=0;i<Antcolony.OriginPts;i++){
2 i" G9 `4 W& `- X1 m8 g //画所有的窝; f7 I" V2 M8 I
g.fillRect(Antcolony.OriginPt.x,Antcolony.OriginPt.y,2,2);
3 A- k$ a k! V# r }</P>1 j8 b: V1 N h0 {
< > }
n! i, G5 u* M; b3 w* P) U4 N Graphics GetGra() {</P>) o( D: l$ x- [- \
< > return this.getGraphics();
& s, X! K p7 y) i }( Q" p# i9 H! k: K$ r) m
}# [! [9 T- w6 a" B! \
public class Antcolony extends Applet implements Runnable {
' P6 i: Q1 P, `5 S5 i7 a boolean isStandalone = false;//系统的参数,是否独立运行,不用管% M0 ?/ x- Z9 @6 e7 a/ C" t
Thread runner;//创建一个线程,让动画平滑的运行
- M3 \6 }# Z* t( b$ s8 v6 H, ^5 ?2 K boolean running;//是否让动画运行
5 {! S9 n" y- S. Z m+ @ boolean reset=false;//是否按下了重置按钮
f9 N3 v+ ~1 f0 ` static Color OBS_COLOR=Color.red;//障碍物的颜色
9 B8 e8 y* l, p6 ^( G static Color ORIGIN_COLOR=Color.yellow;//窝的颜色# p* {- P2 b8 B8 j0 A) M
static Color BACK_COLOR=Color.black;//背景色
$ L0 {+ J9 j7 n static Color ANT_COLOR=Color.white;//蚂蚁的颜色
& s6 c: |$ o8 z2 o3 X5 n9 r static Color End_COLOR=Color.cyan;//食物点的颜色" P/ A* i9 n R% i# c1 I# ]
AntCanvas canvas=new AntCanvas();//画图用的画布+ P8 U9 P) H0 z9 g' w, d* p
int obs_grid[][];//障碍物网格数组,这是个width*height的矩阵,数组中存储的是障碍物数组(obsP[])的指标,这样做可以加快索引的速度 ?1 W, Q# E/ D/ m% ?' O
static Point obsP[];//障碍物数组,存储的是点的信息,指标是障碍物的总数
; E, |( z4 W8 }3 o static int obsCount;//障碍物的数量,最大为width*height
! |: s% F+ N2 ^- W& l F static Point EndPt[];//食物点数组,值为食物点坐标。' A: }, V3 \; D# _! X h* H
static int EndPts=1;//食物点的个数,初始的时候为1,最大数为100) j$ T& j/ E( U# r( z9 r% J! N' y
static int Pheromone_grid[][][];//信息素网格数组,2*width*height的三维矩阵,第一维是信息素种类(窝的信息素为0,食物的为1),它存储的是信息素的种类和值
5 S1 G( R; L/ a% u( q8 x: f3 w6 r static Vector phe;//信息素向量(相当于一个数组),当环境更新信息素的时候,只需要查找这个向量就可以了,不用搜索整个width*height这么多的Pheromone_grid数组点% n: ^8 s. f* Y, {* ~7 B4 F
static int Max_Pheromone=500000;//最大信息素数值,应该根据地图的复杂程度来定,越复杂越大!
0 c3 P' ?; Q% {) l static Point OriginPt[];//窝点信息
5 t( x& ? J. D; y" s, F& V1 l6 G static int OriginPts=1;//窝的个数,最大为100
7 [3 A$ W7 H" t6 ] @& |- ^, M static int width=300,height=300;//环境的长和宽
/ i& J, `7 `2 A1 |0 O D/ t static int antCount;//蚂蚁的数量
+ U# X b0 t1 c; k static int Delimiter=5;//信息素消散的速率,为整数,越大则消散的越快) e, T1 w. \/ F1 N8 w! n
static int FoodR=10;//食物和窝产生梯度的信息素的半径
# f( |2 u) H9 S: X! m* I static ant ants[];//蚂蚁数组" G( O+ {. H4 v9 n8 m
static int drawPhe=2;//画信息素的模式,0为不画,1为画所有的信息素,2为画食物的信息素,3为画窝的信息素
9 b5 M4 q, `6 I6 Q- w int delay=10;//每次运行的间隔速率,越小程序运行越快(这个参数基本没用,因为当蚂蚁多了以后,处理过程很耗时间)</P>5 U- T3 o( Q6 T
< > //下面是一些控件信息6 X3 {( L# B/ k: V) I' F
Button btnStart=new Button("开始");# J, \0 H# a7 B5 T$ g
Button btnReset=new Button("重来");" N7 s. q0 `- W
Button btnMap=new Button("编辑地图");
" |7 y$ a# c L4 E Button btnConfig=new Button("设置");4 H6 g5 ^/ n8 r. o9 G0 |
Choice choPDraw=new Choice();
5 [2 S/ J9 ?6 h3 ]3 J5 [* w public void init() {
& R5 B2 J, |9 E2 r //初始化函数,先画各种控件' X h5 C% D/ s; p, E- I+ P
setLayout(new BorderLayout());
# T6 i) _3 }, ~ M5 l9 p- {/ b Panel pan=new Panel();
9 D( j( A( o' }- N# O6 q add("South",pan);4 E$ n4 _& f: l4 t; k% g
this.add("Center",canvas);4 w2 b1 `1 d" a/ a; F
pan.add(btnStart);
+ U& X! |% G9 c$ S pan.add(btnReset);7 q" x; g$ D- f0 C" \& n
pan.add(btnConfig);# B" |2 V; h6 s' Y# R3 s
pan.add(btnMap);
- }7 u9 ^8 t* p; W9 Y t pan.add(choPDraw);
( v0 k6 X3 E# T: [. k' [+ v Q choPDraw.addItem("不画信息素");( p; `9 y2 p, `' g, @
choPDraw.addItem("画所有信息素");
, |( s9 ~, I( {+ m1 f choPDraw.addItem("画食物信息素");% a: c7 N8 l8 [$ n% n% |
choPDraw.addItem("画窝的信息素");7 {" R" c: b6 }9 f M9 X
choPDraw.select(2);</P>
$ ~. C. b1 g! G5 y7 I! _< > //初始化各个数组
! `9 w7 p; J) ? obs_grid=new int [width][height];2 \) Q2 w8 R" q: ~
phe=new Vector();' L- x7 r8 b1 w! a; |; q X- k b, d
Pheromone_grid=new int [2][width][height];1 d) k" Z! L0 _& m
for(int i=0;i<width;i++){. G* L3 V- a4 q+ X8 [; f+ e
for(int j=0;j<height;j++){- u- @: @3 `+ d
obs_grid[j]=-1;
7 W0 u+ q4 S( A$ i; `3 o for(int k=0;k<2;k++){
1 M% E! e: y& ?7 f3 \/ A1 g Pheromone_grid[k][j]=0;$ O$ e: E, |$ c2 ~$ z- A
}
. f& o; I X' I$ d- v- j }: ]9 V/ B& I) u% i8 F
}</P>: e- {. H. h i n- P. {4 k/ q
< > antCount=50;//蚂蚁个数缺省为50
4 I2 k% P8 ]* I/ [8 k //初始化蚂蚁,这些属性都是蚂蚁的最原始的属性
; b+ _9 o5 {8 A# @* s7 Y. ~ ants=new ant[antCount];. m4 J2 ~# _! U) a, H
for(int i=0;i<antCount;i++){( \' S& o: T6 m" j
ants= new ant(new Point(0,0),3,i,this,ANT_COLOR,0.001,50);9 y) ^; X6 B( }3 L' W: J
}</P>$ I* \1 K% U6 S3 Y
< > //下面装载缺省的地图,包括障碍物、食物点、窝点的位置,都放到数组grid[][]中然后交给init_map函数统一处理4 Q5 f+ O$ t0 v. @7 \
int grid[][]=new int[width][height];</P>& t6 t6 I/ f; S7 y7 q0 g- ?
< > //下面从地图库中加在地图
9 \. R2 h7 l/ f) C/ z Maps maps=new Maps();' ?9 I& z1 s- S: K
maps.LoadMap(grid,0);; h3 G/ x6 r' o9 {3 \7 ~
//初始化地图
0 x& }$ I$ z2 K' G; k7 F reinit_map(grid);</P>
' a% w7 G+ ~/ O" v% }< > //初始化所有的蚂蚁) W/ s% n$ j1 H
reinit();
/ a4 b$ d# b H( Z/ z }0 ?/ N" T; q0 |; `6 N
public void reinit_map(int grid[][]){: B) |& e( W2 u; R: l6 _6 z
//将数组grid[][]中存储的信息转换到当前的环境数据结构中
: z: ]7 G9 `# g1 `4 J. x& w //相当于把一个位图信息width*height像素转化成窝、食物、障碍物</P>+ B3 J5 h/ t8 W4 I
< > //先停止程序的运行
+ U( g" U2 y: x5 y# X# Z4 d" i running=false;$ }$ B( K* J0 g) @
btnStart.setLabel("开始");</P>
f5 E/ s' z% n) |' {< >
: m. X# I6 H; M1 c' x; T: r obsCount=0;
9 A0 x9 g" B- d EndPts=0;. D, j, g' g9 l$ A
OriginPts=0;0 k1 n% {2 \! X' F5 V6 Z
obsP=new Point[width*height];& s* M% F4 }: A8 X( u' t
OriginPt=new Point[100];
8 ]; _3 r- |% d( f3 D9 D: i EndPt=new Point[100];</P>; f4 L3 e- @1 a2 {5 A3 U/ Q
< > //清空obs_grid和Pheromone两个数组中的值
% [& E$ T) |: f for(int i=0;i<width;i++){
. S: U2 a+ b' |& g2 `+ A1 t for(int j=0;j<height;j++){; N) w! q0 a, g+ G- Y
obs_grid[j]=-1;4 R! {) v9 x1 q9 ?' c8 e$ V0 {
for(int k=0;k<2;k++){+ y; q- M! E! s4 \) b
Pheromone_grid[k][j]=0;
$ V- [- s2 D1 n }9 t! X8 M, ^0 V( R
}+ A' [1 |( ?# {- h; X8 v
}</P>3 e6 z$ f3 ~: w9 _
< > //从grid数组中读取信息% `& }5 [+ a5 j
for(int i=0;i<width;i++){
; @5 @* K" o# i: n7 {: M1 n for(int j=0;j<height;j++){" M( e+ H6 a, ~3 i1 _" g
switch (grid[j]){
4 |, ^# B" B1 ^6 v* f case 1:
" Q; t. ? J, w( s" w' L; Z- O/ t //如果grid[][]存的是障碍物
9 T1 H" k: d* F, ]7 { obs_grid[j]=obsCount;
8 T/ M! q5 H. @ obsP[obsCount]=new Point(i,j);
4 Y* d, X# b0 v y obsCount++;' R/ S- @8 m5 _( Z; ^
break;- S0 a# ]/ k7 C- {/ e
case 2:
3 N# }* k V. m) Y! w7 k //如果grid[][]存的窝点信息,多余的窝点信息省去了
& g* |: H7 \- O if(OriginPts<100){
2 A& g- A, Z) Y: N OriginPt[OriginPts]=new Point(i,j);; D* t" q0 K- [' _
OriginPts++;
/ @$ r: b* R; b/ R0 @3 n }
' o8 w" P* ~: | break;
$ S) r# E5 d9 p7 H- H# L0 Q4 k case 3:7 x4 T% H9 K! v6 n+ L, ?6 m6 @
//如果grid[][]存的食物点信息,多余的食物点信息省去了4 n+ ?! w& f2 Q Y4 l
if(EndPts<100){, l+ R q. A4 k+ L& N
EndPt[EndPts]=new Point(i,j);/ O5 t# G" ]1 R2 J
EndPts++;8 v( \8 ^* L8 |" N5 D& W
}
% a6 P- T; e" D8 w' Y" g- X% T1 k( r break;2 z9 L6 n: t! w8 M9 I
}' \" q) l9 S; T
}5 h) w& F/ g3 A7 j% e
}
+ Z" j- Z* w I; i //如果没有指定窝,则随机的选择一点
$ l! [5 e- s5 j7 o0 @ if(OriginPts==0){
' T! e; m7 u7 u; w+ F0 E T for(int i=0;i<width;i++){2 G& m& y1 t2 v2 w- P( U. {3 m
int j;& Z F* U: l( v
for(j=0;j<height;j++){$ G: `4 t4 N* n: u4 s1 w- U$ M( W
if(obs_grid[j]<0){' M- z% h0 l. A* }; o
OriginPt[OriginPts]=new Point(i,j);
+ i# `: Y; ^' R* d5 E5 [" ~ OriginPts++;
& x' S K% x0 E9 J. H% p; s break;
* l$ X0 ^" I# `+ ~- Q. F9 E }" T0 _$ E$ @ ^2 c, ~
}# j. r& x% _+ Y3 D
if(j<height-1){2 a7 c: r8 C! Y, [& g/ M2 }
break;( p9 i$ }- Y0 t" n7 `. S4 L
}9 x% c4 h# b3 B0 o1 C9 f' a
}
* R3 ]- i2 J' R }) W3 B& |9 S6 B% X
}
8 k; g# R; c" s. u- \ public void reinit(){
+ P; M9 \+ ~* B$ w# r/ |. c8 e //重新初始化整个环境</P>! x' n( v- t$ W
< > //先停止程序的运行9 D8 e) ^: ^/ H; Z% e0 X3 m
running=false;
6 Y q% a& ]/ U# M btnStart.setLabel("开始");</P>
% ?# ]9 K. a0 U" d1 C0 K8 U< >3 @* h2 X2 w7 z4 b4 s1 w
//清空所有信息素Pheromone数组中的值
0 x7 W6 i) U" \" j; ~ for(int i=0;i<width;i++){
- \8 [0 s0 _1 { for(int j=0;j<height;j++){
" L/ S+ X/ H5 I, |$ m* d for(int k=0;k<2;k++){
( L; r8 U+ u/ M2 c3 V1 n$ s Pheromone_grid[k][j]=0;) B2 C- v" G6 ^1 b; |
}: w/ r5 j& j9 f' Z& x$ [
}
0 W$ U) }% \& u! H1 s }</P>
/ P2 G/ j8 m2 Y6 B2 H+ L( e< > //初始化蚂蚁数组,antCount只蚂蚁在不同的窝点之间进行随机的分配4 q' ?/ r1 D; x# f/ v, ?
for(int i=0;i<antCount;i++){' b6 U$ A- p3 F$ A, o- q
int index=(int)(OriginPts*Math.random());
1 w) r; w8 |% E/ ]* U3 l ants.OriginPt=new Point(OriginPt[index]);
7 S9 K+ z3 C7 f ants.init();, n( p& R8 `% d9 k
}</P>
8 k6 c" l% _( }2 X& Y< > //清空信息素向量4 O8 H T5 l2 `! ]# X! X$ }* {
phe.removeAllElements();</P>
/ I9 f$ q3 R4 H" r< > //在每个食物点和窝点周围分布一定量的按照梯度递减的信息素,分配的是一个点为中心的半径为FoodR的圆,并且信息素按照半径递减
( p( l8 D) L; j: q for(int i=0;i<EndPts;i++){0 ~7 y* k- B9 |
for(int x=-FoodR;x<=FoodR;x++){" Z% T+ L7 h) r
int y=(int)(Math.sqrt(FoodR*FoodR-x*x));
, ]$ N# E1 d5 b, t for(int yy=-y;yy<=y;yy++){
9 Q' c) o- h9 d5 b Pheromone_grid[1][(EndPt.x+x+width)%width][(EndPt.y+yy+height)%height]=(int)(1000*(1-Math.sqrt(x*x+yy*yy)/FoodR));, ~/ J' d `+ ~5 g7 a& R7 U; T
}
7 h" f0 R0 J y/ N+ C; j }% ^ r% ~* u" ]3 ?* m
}- ?, {9 l# q! }1 b# n \6 C) m
for(int i=0;i<OriginPts;i++){- a" O5 J: m8 S
for(int x=-FoodR;x<=FoodR;x++){: G. s3 u7 H- W5 h/ l
int y=(int)(Math.sqrt(FoodR*FoodR-x*x));; {9 J5 F0 B9 k" j
for(int yy=-y;yy<=y;yy++){
/ n m) V+ ^ S7 u6 M& w Pheromone_grid[0][(OriginPt.x+x+width)%width][(OriginPt.y+yy+height)%height]=(int)(1000*(1-Math.sqrt(x*x+yy*yy)/FoodR));
/ M& K8 C. C: h- b" {1 M: @6 x }
% K2 S, C2 a! |9 A }! F; ?; B y- s! K9 C1 x
}</P>
( b$ F' D+ n/ M$ C<P> //重画4 a* M; c' I( f+ p
canvas.repaint();</P>+ S% W& b+ ]. M( U' e3 F" m
<P> //让程序开始运行5 o5 x, p; A5 ]' p/ u/ p$ o" Q' U
//running=true;
# W. E0 ?+ F5 }6 \) z1 ?# [ }# E3 ?% ]: d1 T8 @2 X9 y
public void paint(Graphics g) {
2 G* U. {$ l6 D+ s canvas.repaint();8 v5 Z. j5 s8 E" a! a7 ?
}</P>
5 }: L/ K) @2 v8 T# t; p8 w+ {<P>
, h1 f0 D4 N4 T" B! w0 V: q2 Mpublic static void main(String[] args) {
$ {. b! m0 T: l$ s- ~) q0 ~3 x Antcolony applet = new Antcolony();
$ |3 M5 d5 _/ h+ a5 g0 u applet.isStandalone = true;
- }* g8 T. p$ j# \ Frame frame; Z$ m$ Y6 x. |
frame = new Frame() {# r* E0 G4 |2 @& g8 G8 ]
protected void processWindowEvent(WindowEvent e) {
! P! |8 g' @8 y" [8 S* r super.processWindowEvent(e);
* d8 V* ^% n; \* H. D9 ^9 C if (e.getID() == WindowEvent.WINDOW_CLOSING) {
/ v' I: O/ D; s7 Z; n+ L System.exit(0);
0 R3 h! B% I% n( h _; L P. Z z5 W }: k; @- k' I5 E6 V# ]% \
}
5 \, [) c4 ]1 D: I4 S* W8 n0 g5 r public synchronized void setTitle(String title) {
2 y" ]! l) d. b& [8 Y super.setTitle(title);8 f4 |) W: r& r" [" ?8 z. Y# z b( W8 ]
enableEvents(AWTEvent.WINDOW_EVENT_MASK);
* @* B. N/ p" O3 w }
; O/ O8 O! z$ S0 r6 L7 | };- F" G% i: u5 x2 b4 \
frame.setTitle("Applet Frame");
0 @/ _ @9 T/ Z# S2 X# b8 q frame.add(applet, BorderLayout.CENTER);
: f j6 |: p2 @% b" {" [- K* h3 n# p applet.init();
$ u! u5 y6 K' b4 K; R. w+ h applet.start();
6 ^6 R+ h; v* }+ Z1 ~ frame.setSize(300,320);
. u1 C c7 }. ~4 z Dimension d = Toolkit.getDefaultToolkit().getScreenSize();
0 n4 e6 V. J j frame.setLocation((d.width - frame.getSize().width) / 2, (d.height - frame.getSize().height) / 2);7 ]0 `* i+ M s8 `5 i, u: i
frame.setVisible(true);" l( P' C1 D u# D% p! g
}% i/ ^) l8 V# n1 L W" B$ y# A
public void start()" I8 O( }6 x, e8 ^; n. c
//下面三个函数是控制线程的
/ K# D% N4 J1 d% ~1 q" ^0 H2 g {9 G( A% J8 A: I2 m. g
if (runner == null)
7 U! O: i+ l7 l1 x. o3 d0 c( P* i! o {
) F- P) m5 T$ ]* m9 ~ runner= new Thread(this);) P+ y- a! W5 ~6 X& a8 H
runner.start();2 x2 o8 A @ h3 `
//running = true;5 r6 U7 D j2 n
}
/ J3 N+ G% q! T; R- P }</P>
1 S N; _5 ?& B4 i9 I<P> public void stop()
3 ~9 v7 V9 }$ @4 E; `8 a* X {
$ e: H3 m2 ?: O2 y if (runner!=null)
2 R) `6 f9 { a* ^0 G8 ], u {
/ t- c/ E5 I) I/ @5 i$ Q runner.stop();
% f7 t. U- v( z( x8 m; G5 W" V, S runner=null;) t+ N6 l, c2 O0 X5 x
running = false;, {. q+ Z% W4 B1 B/ n
}5 d7 z. D" Y5 N) x1 s3 g7 z/ f
}</P>. A3 U% c, \7 Q. |- M
<P> public void run() {</P>
& N7 R! y7 X% {* O6 z<P> int i;% X' [- Y/ s$ ]& a% J
//线程一直运行下去
5 x8 d+ S( }! p; {: L while (true) {6 y1 P) r7 j$ Q1 h9 u" k% Z! W, V& q: R
if(running){0 u. ]8 Y* t) z! k
//如果开始动画,就进行canvas的处理7 k% N7 Q% a2 w( e) G& o5 T' g
canvas.process();2 K8 j7 c; s I) j( R
}5 q1 I( D( [; s) ]# j& g0 X
try { Thread.sleep(delay);}
+ {9 J; X$ _2 r; T9 c, M B1 O) x6 p catch (InterruptedException e) {( e/ B% G/ Z/ x( z
}( b, {4 T; w- ^
}</P>3 Z: B: x! [* L, a
<P> }# z- V5 q% }1 @8 i J0 w
public boolean action(Event evt, Object o) {
- H+ M; Q. H2 ]; B if (evt.target == btnMap) {) c6 a6 J4 ]1 }) H
//开始编辑地图面板5 ~ {+ C6 e' f8 ~" g7 D+ P( C& d1 ^
running=false;( i. e3 ^ Z6 }
btnStart.setLabel("开始");$ q. |. P- [( {, c2 r" }
MapPad ctl = new MapPad(this);1 Y% d% o1 U% d0 r: }
ctl.setSize(308,380);
. C& k& |8 {* F; H4 g, I6 F ctl.show();) L8 m0 ?2 N3 y8 z( w
return true;
8 h7 }4 a) N- ]/ A% W! [8 \( M9 I, U }else if(evt.target == btnStart){: V- W9 b% b( @, h0 H
if(!running){
; b6 ?) P" Q+ R+ n; @: Z6 p //如果刚刚按下了重置按钮就重新初始化一下/ J( Z4 H% F- \$ h% j! h
if(reset)reinit();
8 S. j% ?( I, q' B btnStart.setLabel("停止");
9 M, v/ Q. i6 \ reset=false;
2 j* h" z1 T1 z: s running=true;; d1 f. W$ w0 V% d. C# q$ d* E/ v
}else{
5 k7 \. i4 V; |& Q$ }! B O' ? btnStart.setLabel("开始");
b5 ?1 O" g, {, n- q( ] e running=false;
6 A G" i! ^. l4 t8 F3 g }
; b8 N2 h* t( g" i' q return true;
) ^$ o% k/ N& W4 E4 w3 |$ b }else if(evt.target == btnReset){) j5 N6 |) ^9 m: o
running=false;+ l7 x5 a9 Z- B) X1 B. } ~5 ?
int j=0;
Y1 m9 W+ A, f! V5 G //表示已经按下了重置按钮,以便下次开始的时候进行重新初始化
3 G% h% {7 X0 n% m# Q reset=true;
1 d& z. u) P, Q1 q% h5 P: N9 ?7 R repaint();' P4 f3 E; \9 {) q$ ~, s8 ~' g
btnStart.setLabel("开始");& T- f( z1 n; L7 Q3 l4 H6 y$ d3 o
return true;' J: j8 [" |2 i
}else if(evt.target == btnConfig){
' i) c; S5 X. `! o x" e running=false;) X2 }8 X9 @& r( @1 v9 \* A
btnStart.setLabel("开始");
6 H$ N" @5 A4 ]- W Configer ctl = new Configer(this);/ r8 W3 E5 Z' ~, U, p( U
ctl.setSize(300,300);; ]0 o5 ^3 {* d; ^
ctl.show();! p( N0 s" x/ P" k' R
return true;
1 I1 h: H0 o L1 I) u% F9 f- R9 d' | }else if(evt.target == choPDraw){
/ z U" c0 W: ~: m //选择画信息素的模式
! b9 ]; {. A# k' Z. b2 u drawPhe=choPDraw.getSelectedIndex();
" K1 f: Q% C0 L6 f, {2 B! ^- v if(drawPhe!=1){canvas.repaint();} K' z" ?( Q+ J4 B6 j6 S" w0 N: {
return true;3 [( z+ k7 g9 n* z2 _
}
2 F; D: s( g/ I! U+ e% x) W return false;</P>' g3 e8 m3 A7 f( Z( m) J& c
<P> }
/ j+ _( R0 y, r6 V /**Destroy the applet*/
, m3 f3 f* t/ M. d. O6 D. j public void destroy() {
0 N3 U1 X3 y% }4 y5 {$ ` //当结束程序的时候,把线程也结束
* {' l. J/ l F4 N; [( h' Z if (runner!=null)& ?' B; V2 m3 U
{5 q4 u6 a2 f& {0 R* U0 C+ J3 y- M9 C
running = false;
3 R1 i* g! @: m% s runner.stop();+ f* V$ `$ M+ `7 x2 Q9 d% r: h' C
runner=null;
+ }1 U' a3 s |2 N1 b }
& e) U, Y( }* y$ O3 e) N7 f }</P>
* l/ q6 z {; Z$ j/ g<P>}
. Y6 \# Z& p2 y$ O2 {) D! m</P>; Q) h6 z3 m0 X& S0 B' E
% }+ A' u* j8 i) J. c/ I1 z$ c
( d A; W4 f, e+ y) l
+ ?: C; w/ y, i' _! f- m( O; \<P>package ant;1 w: ~- F. c$ j3 O* x
import java.awt.*;
7 P: M- L6 W3 v/ ?- d# \import java.applet.*;
- U4 @: S/ f; S" Z- \' d! H+ S0 @5 g( himport java.util.Vector;</P>8 L8 d' a9 h* w
<P>public class ant{2 g6 u* p$ A; H+ h4 i0 b4 @' f
Point nowPt;//当前点坐标
+ G" g3 n9 P& F0 w, V int VR;//速度,每次蚂蚁能走动的最大长度; o- w, {# r( S. Z. r3 Y( a
int id;//标识
" S( a$ a( d9 X& D% B( u6 F$ f Point lastPt;//上一点坐标2 ?. y! D4 ~; y; w' P5 T. n
Color color;//蚂蚁的颜色1 E/ p# c2 q9 C) A- v
Color back_color;//背景的严肃5 P+ N, ^6 H7 v$ T7 ^
int height,width;//世界的尺寸! v5 z5 o' ?- J( |
int Phe;//每次释放信息素的数值
7 l: f& H- J7 R: c; c4 t' ` Antcolony local_colony;//主程序的指针
- k6 S9 W D! Z6 Z3 L) \5 a Vector HistoryPoint;//记录一次觅食过程历史上的所有点
" n+ E5 s& L; @! c& _, j' J double Main_direct;//主方向) h; `- w& B' ?, P' e: j
Point FoodPt;//记录的食物点,是否找到时候判断用
`+ U% g5 B! Y9 r4 a4 w' ~5 J Point OriginPt;//窝的坐标$ J8 N/ i3 R/ _
Point AimPt;//目标点,是窝或者食物% |7 }8 a9 K! k# f7 X0 G
Point StartPt;//起始点,是窝或者食物
8 v e( M9 D* n4 S. S6 _ int FoundTimes;//找到食物或者窝的次数
, D* m: ^ z! K6 P! s int Max_Pheromone;//最大能够释放的信息素
$ N1 q8 e9 R2 q2 X; }1 d int Pheromone_count;//当前还拥有的信息素的总量
) J+ Q. i4 r' U+ E: A9 m; d boolean Judged=false;//判断寻找目标点的工作是否已经进行了
; q! Q$ q0 s& K/ Z( V double mistake;//犯错误的概率0 C: N/ @* Y. a" C
int memory;//记忆走过点的数目8 \# e! v( h2 l, s" i% U
double Count_distance;//走过的总路程,为单程的路程,也就是说找到食物或者窝就从新计数了。
( t G# o3 D3 A$ T public double Min_distance;//当前这只蚂蚁再没次往返的时候的最小总距离
* I/ r9 ?3 u9 k/ p public ant(Point nowpt,int vr,int idd,Antcolony colony,Color c,double mist,int mem){
3 h; l/ s d: [0 c4 b nowPt=new Point(nowpt.x,nowpt.y);0 ]) y( @4 Y# L# g( \: Y- V) h
OriginPt=new Point(nowpt.x,nowpt.y);
% M) f& a) a# m1 s5 J& I* M. i FoodPt=new Point(nowpt.x,nowpt.y);3 K N g+ g+ P
StartPt=new Point(nowpt);
1 ]; h# z' ]% D# w4 S" _* W. j AimPt=new Point(nowpt);
2 H6 @' V4 U7 | lastPt=nowPt;
( p% i( m* d5 U VR=vr;3 l( J& l( g% \! {
id=idd;
# E& l4 P% |/ ?- d( y color=c;; S4 o1 P3 o0 f: v# c) q. h/ ~, C
back_color=Antcolony.BACK_COLOR;; E3 {7 n( t; T, |+ B
height=Antcolony.height;+ b1 {: V0 v8 Q( _7 d" J
width=Antcolony.width;/ ~. ]; Z* G8 m* p0 h* T
local_colony=colony;0 @2 C+ \2 s8 y5 g
Phe=200;
: F' @# e( j" n ] mistake=mist;$ ?: ?# Z. b. n) p$ b4 h
HistoryPoint=new Vector();
( d3 i3 l1 Y5 j1 B$ ]8 Q8 S$ g8 P$ A Main_direct=-1;
. r! r M/ D, T1 J& t FoundTimes=0;
' m9 G# s" p$ f! z! m Max_Pheromone=local_colony.Max_Pheromone;
6 v* o8 w! f- K Pheromone_count=Max_Pheromone;( l, [; H# ?7 U' ?7 W5 l& [% _
memory=mem;# t$ {+ f- k3 x6 q+ i# F
Count_distance=0;/ a1 I/ J) C0 }' A
Min_distance=-1;
c$ y. n+ L4 E- A" U }
D( A- X2 k+ }9 u6 B public void init(){. u" }' j- o! {- @
nowPt=new Point(OriginPt);
5 c) W& e7 ^* z' H lastPt=new Point(OriginPt);+ m. c* K9 [, H5 R
FoodPt=new Point(OriginPt);
: [$ ` A0 s" | AimPt=new Point(OriginPt);5 L, @% w6 j2 S1 [9 C) x4 ^
StartPt=new Point(OriginPt);6 y0 k0 r- S4 W9 T% i" b
HistoryPoint.removeAllElements();6 X" `- w6 @/ N
Main_direct=-1;
, b. D3 d+ e9 o W3 ?. f FoundTimes=0;" `6 l: ?+ D7 I6 c, D+ K& C/ f& A
Pheromone_count=Max_Pheromone;; r, T" V P8 f. U8 w( K
Count_distance=0;( l2 C2 k) |+ E2 |! w0 `0 @; F
Min_distance=-1;9 d0 H, m+ I1 v, w9 Y1 [" j) l
}: [- d( }! R* K) r4 a. k( `
public void Draw(Graphics g) {
8 v7 f7 y I; z1 n0 r" j1 L3 |- U //把蚂蚁在屏幕上画出来,先擦除上次画的点,然后再画蚂蚁现在的点。
& v% I& M3 Q! ^3 A g.setColor(back_color);
5 f+ M. d" f- W" o, r, F) o g.fillOval((int) lastPt.x,(int)lastPt.y,1,1);
3 t& x F5 }2 m" z- q( x g.setColor(color);
& z7 Y7 H1 s4 }3 O( L g.fillOval((int) nowPt.x, (int) nowPt.y,1,1);% X' i) E) ?! y
}
3 d [( [ s, q) r* e public void Process(){1 J4 ^) t0 j9 R' c" n* @" B$ Z
//这个函数是蚂蚁进行决策的主程序,首先判断蚂蚁是否已经找到了目标点
. q; | S) a4 r2 t W //(目标点在没找到食物的时候是食物点,找到以后是自己的窝)
0 o& ?$ j6 k f) @9 ~* q. a" t //然后计算蚂蚁的主方向,也就是让蚂蚁的爬动有一个惯性,当没有信息素作指导的时候蚂蚁按照主方向运动# c2 }! }$ M$ X9 k- ]
//开始搜索自己周围的空间信息,包括有多少信息素,是否有障碍物。最后根据信息素的大小决定移动到那个点5 m) t; J& z6 r4 z! \/ k8 ~
//根据决策的目标进行真实的移动,其中包括了避障的行为,洒下信息素。</P>
# F# C% w S V; M7 U- R2 X
# b/ I9 o' [- U8 y8 A4 d9 m6 _* j<P> if(Judged==false){3 b( ~( b4 Y5 u& _' f
//如果已经判断完结束与否了就不进行再一次的判断了,也就是说目前蚂蚁已经到了目标点,8 t$ Z2 l! e8 L' l0 r! ]
//如果再判断,它就会在目标点原地不动了,因此这是候不判断,让蚂蚁走起来
3 d+ H' Q' ^5 O if(JudgeEnd()){
. E2 o; `3 |; J% A% m //判断,如果找到了目标点那么就退出该程序
( R; k: @& K$ Y4 c Judged=true;0 |8 c2 r( F+ r$ |% j8 D
return;! l' b) l4 s: P7 L1 d9 M
}
, L6 d# ?" l# b9 f% p5 m0 V& ` }- d) r4 n' m. ~8 @0 u
Judged=false;
7 N- H% {: l8 D //如果没找到,就选择一个方向,这个方向是主方向加上一个随机扰动得到的,有SelectDirect函数完成1 ?& O; @4 G3 A. K
double direct=SelectDirect();</P>9 w5 u' E0 U0 x: v. S
<P> //下面是如果根据计算的移动方向得到蚂蚁的下一点,即deltx,delty( Z+ W4 {! C1 F/ p
int deltx=0,delty=0;& F0 T/ f4 N' U$ q+ M& ]3 I# M# }
//direct是方向角,根据方向计算位移
) b: y8 U" }; F4 k: r6 @ deltx=(int)(VR*Math.cos(direct));
* }3 Y1 J, d- R delty=(int)(VR*Math.sin(direct));</P>! r1 z! V" G S
<P> //kind表示当前蚂蚁是在找食物还是在找窝,如果是找窝就是1,找食物就是0。# D' r, ?& m0 F
int kind=FoundTimes%2;</P>/ _' T8 f/ E$ b, p/ u
<P> //计算当前点的信息素,注意,如果获得的信息素总跟kind变量相反,. W" }, D8 x3 w( |% ^
//也就是说,如果当前蚂蚁找食物呢,那么它所关心的信息素就是找我的蚂蚁留下的,反之亦然。4 l9 V: `: ^) D4 M
int here=local_colony.Pheromone_grid[1-kind][nowPt.x][nowPt.y];</P>
+ \7 ^' y6 v0 o' S; C( V<P> //记录搜索的环境中找到的最大的信息素
. O- i$ r) C9 ?( B" m% u% K5 A int maxphe=here;</P>' g: H9 r; @/ H1 a! _" A
<P> //记住根据主方向角得到的位移,如果信息素并不能告诉蚂蚁应该往那里走,那么就要根据主方向角决定了/ r+ X: S3 s2 {; h* g0 x
int deltx1,delty1;) `" K2 b5 V' s" V
deltx1=deltx;delty1=delty;</P># J m( Z, \5 v. [
<P> //开始搜索环境,搜索的空间是以当前点为中心,VR为半径的四方形内,即VR/2*VR/2的正方形3 A! k. H% T3 p: R$ ^) M
for(int x=-VR;x<=VR;x++){
& B( m7 z, Z6 \- t% f1 u1 U- h- h for(int y=-VR;y<=VR;y++){% _/ z5 M$ s& I* R7 ~# b
//xx,yy表示搜索到哪一个点了,+width然后再%width是为了让坐标循环起来,* d5 N' n0 V4 A
//在这个程序中,坐标是循环的,也就是在一个球面上8 N/ C/ q/ A, S" {7 I! j
int xx=(nowPt.x+x+width)%width;) M: Z, w3 A% ~5 z9 x
int yy=(nowPt.y+y+height)%height;</P>+ W5 B% W4 c- k% o$ h5 p
<P> //循环的时候要除去当前点。
1 G4 \, @' [. F* E if(x!=0||y!=0){/ _. R5 P( v2 n" a) A
//的到要搜寻的点的信息素
, T* B+ c5 k T- x/ f int phe=local_colony.Pheromone_grid[1-kind][xx][yy];</P>
5 x2 H5 ?* k2 n/ g5 t<P> //如果搜索点的信息素比已经找到过的信息素多
% l+ A5 c* x! Q9 K if(maxphe<phe){</P>8 @4 g4 s" h1 R# \& U6 E
<P> //如果当前点的信息素是0,没说的,赶紧上正轨,否则,就要根据随机数
4 @( c5 w5 e8 y! F4 o" m //以mistake来决定蚂蚁犯错误的概率,即如果犯错误,它就不按信息素最大的方向走
5 `+ n L7 Q' B ? double ra=Math.random();' Q, I# s$ ^8 H( M3 x9 t
if(here==0||ra>mistake){
: `4 x M9 f, k& o boolean found=false;9 Y% V3 j z G+ @& {. V$ y$ e
//查一下内存最近走过的memory的点数,从而避免当地转圈+ G% C, r4 t2 B' K9 H% h% V( g
int size=HistoryPoint.size();5 x$ y: F9 J; D/ ?
int minsize=memory;
0 C) n4 z% A$ o3 G l- h; r if(size<memory)minsize=size;
0 @) f) i# F1 e4 M: U for(int i=size-1;i>=size-minsize;i--){
0 |! c6 L1 Y% g) u' j( w7 M Point pt=(Point)(HistoryPoint.elementAt(i));8 P/ w% X$ {7 h5 y$ y R. o
if(pt.x==xx&&pt.y==yy){' A5 f3 h( N- N9 N% |# W( n6 i
found=true;
' x7 h A# o n! ?9 u" s break;# ~# }' {' G% L2 f
}
w/ a K0 @# M b0 [ }
# e5 g. L6 [6 o if(!found){4 c' @4 K, G( f
//如果没有原地转圈,那么记录信息素。5 [0 f3 t+ X! ^ Z5 e4 ?
maxphe=local_colony.Pheromone_grid[1-kind][xx][yy];1 l2 }4 {3 D2 g6 l' `
deltx=x;! P) ~3 `* R. M
delty=y;
5 e' F. ]% M$ X/ v* C' m }7 \! E1 l! j* D$ @& B l% O
}//end here==0||ra>0.001
1 N5 b! P1 u( P! K8 v) g# I( ^ }//end maxphe<here4 l6 O5 |3 A; \: l7 c9 t2 E
}//end if x!=0
; X0 r6 t# E) B L8 i$ t1 ]" s }//end for y
' ~7 Q& K, O* V }//end for x
& a% X. ~2 ?' l" ?- ~2 P! I Point pt;</P>1 W+ |1 w0 {5 H+ k
<P> //根据获得的信息的来的位移deltx,delty,来具体的进行移位: O- t9 \% z+ w1 J& `
pt=Evade_obs(deltx,delty);</P>
# m& g: ]: Y: T* o1 j( t<P> //如果卡住了,就根据主方向来确定位移,如果主方向也卡住了,那蚂蚁就会随机变换自己的主方向!; Y Q$ Q+ b5 d' v: I
if(pt.x==nowPt.x&&pt.y==nowPt.y){* p! i' \9 h! R1 C' d7 F/ H
pt=Evade_obs(deltx1,delty1);
( ~' g; ?, s$ F* o( O) m }</P>
+ b+ c2 K E' n: N3 b7 o. {/ v) g1 U<P> //播撒信息素$ `" z: i3 Q; v( f7 d" G4 o
Scatter();</P>
6 V% s: T& a! U& M<P> //记录走过的距离
& r" Q2 x1 b8 {0 p Count_distance+=Distance(lastPt,nowPt);</P>
% o" Z6 J8 Q' e$ h( }/ w<P> //改变当前点位置: X! m1 O0 c4 \/ U& ]
lastPt=new Point(nowPt.x,nowPt.y);</P>
2 n) {* s: t8 g1 `<P> //根据memory的大小记录走过的点,并忘掉memory以前的点3 v% t& H: c4 Y! p0 I
HistoryPoint.insertElementAt(lastPt,HistoryPoint.size());& d# S. h5 X+ S: Z1 _7 G% j
if(HistoryPoint.size()>memory){% d0 w( g. I$ c4 U& n
HistoryPoint.removeElementAt(0);
2 I b) l8 t1 p9 ^, S8 Q }0 `: ^9 D7 D# P. Z' B/ J
nowPt=new Point(pt.x,pt.y);
* S5 `0 q' C4 F& g+ j# }( F/ H; T9 d }</P>
( `! W) I. s, u<P>
+ I4 ^8 w- L$ c0 y- R! K" Q, V private void Scatter(){
q$ D+ a1 L$ P% X" L& E9 j //释放信息素函数,每只蚂蚁有一个信息素的最大含量max_Pheromone,
- V/ y% G& C3 h, a: b0 b6 }+ u) R //并且,每次蚂蚁都释放Phe单位信息素,并且从总量Phe_count中减去Phe,直到用完所有的信息素。
9 H3 c! {9 N# |" {0 P9 y7 g if(Pheromone_count<=0)return;
0 a8 _6 Z- R% } //决定释放信息素的种类3 `0 F9 o$ E& @
int kind=FoundTimes%2;</P>" K+ p, ]+ S# { c% ^# F
<P> //获得当前点环境已有信息素的值
; B$ ~+ `+ ~9 k* f int Phec=local_colony.Pheromone_grid[kind][lastPt.x][lastPt.y];
- w" O- ?: E" s$ o1 A boolean ofound=false;
2 G2 \' v; R. t$ U! ]) V if(Phec!=0){
1 k% C+ |/ g. [ //如果当前点已经有信息素了
, x, h7 J: F q/ w4 |' e, q for(int i=0;i<local_colony.phe.size();i++){ D" { ^7 g" q) v: v5 f
//在信息素向量中查找该点的信息
) ] X5 O+ Z$ s8 A& M4 `7 G Pheromone ph=(Pheromone)(local_colony.phe.elementAt(i));( W) p0 [$ F- Y3 w8 b+ w) j
if(lastPt.x==ph.x&&lastPt.y==ph.y&&ph.kind==kind){
- ]5 c- x" }9 a8 t- v8 x, \ //找到了,则看看蚂蚁所在的位置是否是刚刚走过的,如果不是才撒信息素+ j9 {; K* d1 v6 o! O
int size=HistoryPoint.size();</P>
; _( \1 e- C6 U- f5 i; V<P> //如果在表中找到信息素,则用ofound记录。
: |* U/ l' h# A. _8 s/ t$ F& t6 O) Y ofound=true;
: d( o( v8 E0 A( ]2 m# z2 Q boolean found=false;& D6 @4 c! y* y6 ~8 l
if(size>4){! ]* F) z7 A7 |6 ]7 x @5 l6 B
for(int j=size-4;j<size-1;j++){2 m6 f, Y, \9 _5 \1 J* e
Point pt=(Point)(HistoryPoint.elementAt(j));
8 n" R" s' v. z0 \ if(pt.x==lastPt.x&&pt.y==lastPt.y){
2 {' E3 d8 u2 \4 v* T3 E+ P7 N //如果当前点重复了以前走过的路,就不释放" [! E: l' }$ p( |
found=true;
" y1 u2 {- @8 b3 h break;
m2 d$ H$ Q; `; R7 o4 _ }
7 @ z, f+ k/ k( V" y, X }1 l) R0 e" d; P# |1 p
}
" w" K4 D5 @8 W if(!found){! Q# v: x( M7 I( g: r7 s
//如果当前点不重复,则开始撒
1 c% X+ U' \! J% f e ph.Add(Phe);2 {6 _. U" @$ d9 B, _7 u: g
local_colony.Pheromone_grid[kind][lastPt.x][lastPt.y]+=Phe;</P>1 J# e3 k/ \1 g% x' O
<P> //让还剩下的信息素总量减少3 \, c+ p } q) b( N
Pheromone_count-=Phe;
% f$ g2 k: s( Q8 y }
6 n3 O$ \' y+ e" a* {) Z8 s: g! J, ] break;# H% C. h. v. I/ D' e) ]/ R! }
}+ p r# N0 w U
}, R1 V. J2 E) E {
}
1 v1 Q" s; M7 I h if(Phec==0||!ofound){8 x$ W' [8 E6 d- F( W5 T
//如果当前环境没有信息素,或者当前环境的信息素来自窝或者食物,则新建一个信息素元素放到列表中" L5 O8 m b# U4 z
Pheromone ph=new Pheromone(lastPt.x,lastPt.y,local_colony.phe.size(),local_colony.Delimiter,id,local_colony,Phec,kind);8 P- d" k9 {1 ~" {2 }' h
ph.Add(Phe);% s- o+ r$ \1 \) ]: d+ [. b
local_colony.Pheromone_grid[kind][lastPt.x][lastPt.y]+=Phe;
. y: u. |! G& W5 t! u' t5 T9 _ G local_colony.phe.addElement(ph);
/ \" N4 n. u8 f: ~& R //让还剩下的信息素总量减少
" i! `4 j: w( n, G5 I Pheromone_count-=Phe;; ?, t# I I/ t0 I
}</P>: s0 B& ^& y7 b8 m6 {
<P> //根据还剩下信息素的量调整释放信息素的数值Phe,这里为线性模型即Phe=0.0005*Pheromone_count
; s, d8 Z4 m4 S //如果把剩余信息量看成数组count(n)的话,那么根据本模型,9 E( _9 p3 x6 P% m
//count(n)满足下面的递推公式count(n)=(1-0.005)*count(n-1)4 F; _) o3 {) ]: Z
//也就是说count(n)以几何级数的速度递减,这样,蚂蚁刚走出的地方信息素远远高于后走的地方 K' @! s6 ], o, X4 i
//这个模型是否科学?有待研究
' j i2 W4 |. J, I! P Phe=(int)(0.005*Pheromone_count);</P>3 O( ^1 i8 L# h2 O) p' r+ C
<P> //如果剩余信息素已经太小了,则按照等差数列递减
! |4 ^1 `( B( E if(Phe<=10)Phe=10;/ d+ W% s3 j, f J
}* T; t. J5 z3 A4 T
private boolean JudgeEnd(){
/ N/ M3 t! m7 \4 h //这个函数判断是否已经找到了目标点
& C& e9 S) |; ?/ f2 k //首先获得当前蚂蚁是正在找窝还是在找食物。
1 f6 k% ~! G* _* _6 p int kind=FoundTimes%2;& V6 h- w7 \0 ]7 T" I6 T0 S0 O
if(kind==0){/ d% e# F1 s" l4 C3 d! _: P; Y
//如果是找食物,那么需要把所有的食物点坐标与当前点比较,距离小于VR就认为是找到- b. |0 k. p7 d2 J
int i;
U, l! e A% |! V for(i=0;i<local_colony.EndPts;i++){
7 ^6 z# i+ A Y5 Y% L5 q if(Distance(nowPt,local_colony.EndPt)<=VR){
3 ?, T% x9 v& a( i4 M/ h. l1 w6 x //如果找到了食物,就直接移动到食物点
& {1 ~/ Z0 X" @$ Z" o" W6 \+ [ lastPt=new Point(nowPt.x,nowPt.y);6 A3 `9 B% z6 @* S
nowPt.x=local_colony.EndPt.x;
* Z2 Y) k8 {0 o" o4 i# ] g nowPt.y=local_colony.EndPt.y;</P>
2 [$ S3 T- _& R8 y$ T, p<P> //计算最后的总距离
& R4 o3 M& k+ n- z Count_distance+=Distance(lastPt,nowPt);7 W4 ]% H x/ C% }! L
//比较大小,记录较小的距离, _# l" a4 z: o. @" g0 p
if(Count_distance<Min_distance||Min_distance<0){- L) b3 |: [# M6 h+ t* Q! H+ r
Min_distance=Count_distance;$ Q( L. e6 }0 n9 z% d/ l- x7 W( }
}* I2 _0 @0 `3 r& e9 D
//清除总距离记录
2 o5 z1 c r c: L5 \ Count_distance=0;</P>; g v$ f2 T8 D$ w; ^
<P> //同时记录这只蚂蚁的目标点是它的窝,起始点是这个找到的食物点
3 ?2 n7 L; B; ?8 V+ o AimPt=new Point(OriginPt);
4 i- Z9 A( [, {/ b1 H4 S StartPt=new Point(nowPt);
8 f5 @( @7 y( o3 j: h$ | //并把当前点标为自己找到的食物点
# j0 ]4 {2 |6 c" Q* I9 ^/ C FoodPt=new Point(nowPt.x,nowPt.y);</P>
1 N1 c0 A# X+ T1 @<P> //找到了食物就把找到次数+1
0 S9 h9 ]: Q, O( c% Q FoundTimes++;</P>+ O7 L; S1 l' \! k7 R9 U
<P> //改变主方向为原来方向的镜面反方向
! B1 H9 B9 x! U/ k# e Main_direct=(Math.PI+Main_direct)%(2*Math.PI);</P>
3 Z( l, P2 K* J4 p) M1 w5 x. u<P> //重新把自己能撒的信息素置为最大值
$ r9 j2 n% `) X% d6 h Pheromone_count=Max_Pheromone;</P># e9 x, a. ^4 N( T$ G0 t. k
<P> //清空记录的所有点
+ h# M8 Q% n- i% U9 j+ Q HistoryPoint.removeAllElements();</P>
& D0 z- o6 ?: ?. W% x1 n% `<P> //返回找到为真: F) W) d7 [+ }
return true;+ r7 E* W6 _" ?" v, F1 y8 r
}+ w7 ]- q, q/ G8 p; @: ^
}
/ s* I2 c9 Y' }8 Z //否则没找到$ I( r! t$ S; L9 l& O; M6 P
return false;2 ^( n2 z& b9 W
}
$ y* q& h/ @' e B, `% p8 o$ A if(kind==1){9 ~8 T7 s6 m- W; ?
//如果是找窝,因为目标点已经明确,所以比较目标点和当前点的距离,小于VR表示已经找到* z; l8 l# L' c# v6 E6 B2 O4 ~
if(Distance(nowPt,AimPt)<=VR){$ J1 F2 H2 [5 l3 m% i+ H T+ A
lastPt=new Point(nowPt.x,nowPt.y);
5 n3 c8 B# R3 g6 _, b //如果找到了目标,就直接移动到目标点3 u3 w/ D- w: |) @$ f$ c
nowPt.x=AimPt.x;. f% p$ \; a3 v
nowPt.y=AimPt.y;</P>
' z+ I. K u/ R* u2 `<P> //计算最后的总距离
$ y) x0 q; v( v' y) ^3 A Count_distance+=Distance(lastPt,nowPt);
: {) Y, |- t2 _: j# t% p5 Q //比较大小,记录较小的距离
% r( G/ H7 k7 R8 l1 u if(Count_distance<Min_distance||Min_distance<0){
. b2 ?' F6 u. V- {2 B5 n! V Min_distance=Count_distance;/ G* s, a2 V; l# ]# D/ C
}
) V; n7 C8 e5 O //清除总距离记录
9 x" B5 O( D3 [" U% c x Count_distance=0;
. O. {; F" c: g# v) Q3 F //把目标点定为食物点,起始点定为窝6 C `( }1 I$ t+ ?7 j
AimPt=new Point(FoodPt);
+ Z: ?( ?0 M4 A- |- e StartPt=new Point(OriginPt);</P>3 `9 W1 |4 ~) x
<P> //重新置信息素
. \! ^& K( z; S$ z/ H/ t2 u3 L0 ] Pheromone_count=Max_Pheromone;</P># Z1 B/ e) Q) @ i
<P> //清空历史纪录
8 K6 i* J+ h/ U s HistoryPoint.removeAllElements();</P>
* f4 \9 A$ T! S# s' _3 T7 F4 [* t<P> //主方向反向" M* d; N2 n' D
Main_direct=(Math.PI+Main_direct)%(2*Math.PI);</P>! P9 }( D6 Q& C, G, T
<P> //找到次数+14 |- B4 a3 @: c# y: \: g$ c0 S
FoundTimes++;, c3 ~3 e6 f: ~9 C) k
return true;9 P, a" J# u4 M6 a
}
5 M& o& u9 v: x1 b; q return false;
5 ?' L4 d$ e# B' P }
, t4 H. S8 r! l7 Z9 p, A return false;
7 B/ n1 \. I7 J}
M7 j4 j! E/ R; t7 \5 H private double SelectDirect(){# x+ B% G! G6 E8 G5 d. x" P) }0 z
//选择方向,最后选择的方向为主方向加一个随机扰动1 A4 w/ A1 I# a" c' ?! S" R
double direct,e=0;
+ Q$ c" j# u# W5 ^0 j/ J* J0 b if(Main_direct<0){) V! z, M/ W' ]3 a8 s( A6 C
//如果目前还没有主方向角,就随机的选择一个
- H& ]& l& ^9 M5 G( W e=2*Math.PI*Math.random();" W6 v+ L/ T$ d. g3 L
Main_direct=e;
' }4 w- F Z! S" m }" d$ [ [ r$ ~) b0 O
//选择主方向角4 \- e. m( Q8 r; _+ F* X
direct=Main_direct;</P>" ?/ B* u1 A g( P4 b9 E( U# d
<P> //做一个随机模型,产生两个随机数,x,y都是[0,1]内的,这样x^2-y^2就是一个9 I }# |& n# c
//[-1,1]的随机数,并且在0点附近的概率大,两边小7 o" `! {5 K1 ~2 U o4 L
double re=Math.random();* o5 w7 y$ ~$ W1 }% s# V
double re1=Math.random();
$ R. D. D' X( J+ P5 c9 L7 e. T& M) k direct+=Math.PI*(re*re-re1*re1)/2;
" H- ~* o8 n0 h7 p if(re<0.02){
2 o' [- K: Y4 d8 {' _9 | //以小概率0.02改变主方向的值,主方向的选取为从蚂蚁记住的点中随机选一个点,计算当前点和这个点之间的方向角。8 K% q. ]9 [7 K) Z& J8 @
int size=(int)(re1*memory)+1;0 ~# }: h* S6 z$ r- k
if(HistoryPoint.size()>size){
& v1 u& ~+ m1 Y: }7 r4 }- B& j& j Point pt=(Point)(HistoryPoint.elementAt(HistoryPoint.size()-size));
7 i3 I9 L6 |5 ]$ F7 V, [ if(pt.x!=nowPt.x||pt.y!=nowPt.y){5 Z+ Q: h* f9 X/ J
Main_direct=GetDirection(pt,nowPt);6 M1 g, C. ]/ E7 @! |* n
}
* }; D) a. M2 ]' h) R } m8 B6 f3 `1 \7 n5 C- S
}. R: @. k7 y+ r* H& g
return direct;</P>' T4 \0 B9 {' Y! g- V9 x8 C
<P> }
. h* X* M0 g) s& f# S private Point Evade_obs(int deltx,int delty){
" s S+ Q& |2 S //这个函数根据决策的位移值进行敝张的判断,算出真实可以移动到的点1 j( b0 u# e4 k' _- {1 ~' }) H
//要移动到的目标点是(nowPt+delt),当前点是nowPt,那么搜索nowPt到(nowPt+delt)
* X+ K. i g5 ^6 Q* x3 g3 P //这条直线上的所有点,看有没有障碍物!根据直线的参数方程:
9 Z; T0 I/ |4 i3 T. z% ~9 K S //x=p1x+(p2x-p1x)*t,y=p1y+(p2y-p1y)*t;8 c' i3 a6 T* E+ Q/ [
//其中t是参数,取值[0,1],步长为abs(max{p2x-p1x,p2y-p1y}),
9 Y) h3 u8 Z& l //p1,p2在这里分别是nowPt和nowPt+delt
/ t& _. O1 P( C7 q% z Point pt=new Point(0,0);% k9 I: G. t( O) R; D- e
int x,y;
& J# u8 w7 y7 l" A# n% h3 H int delt=deltx;1 W6 J9 v6 `4 O: F' p" g/ O
if(Math.abs(delty)>Math.abs(deltx))delt=delty;
2 r ~- O1 u+ A$ [" z if(delt==0)return nowPt;
6 `" r' Z4 T8 p | for(double t=0;t<=1;t+=1/(double)(Math.abs(delt))){
: g5 m4 C! Q* y x=(int)(deltx*t+nowPt.x);6 a+ s/ t: R* }: Q' [' G0 k1 u
y=(int)(delty*t+nowPt.y);( M* V6 l1 c7 s# E
x=(x+width)%width;4 Z; W7 Q+ L# b
y=(y+height)%height;2 ~/ H+ a4 h5 } e* @1 F: w
if(local_colony.obs_grid[x][y]>=0){</P>
4 L4 x, h7 ]5 T" F<P> //如果移动方向发现障碍物,那么就改变目标点和主方向
$ W/ V9 V5 H- S5 k5 l //新目标点为障碍物前方的点,主方向随机取值
$ |) m0 o- F5 ~, G* j" ] deltx=pt.x-nowPt.x;delty=pt.y-nowPt.y;
O- b* ^, [ K! \ double disturb=4*Math.PI*(Math.random()-0.5);" f& S; A& s8 l! k' F; v# H; P
Main_direct=(disturb+2*Math.PI)%(2*Math.PI);
8 ` a! e0 a9 B1 x break;
: ~, k) N0 h# { }
7 N# |0 f6 I+ T) I/ [1 e8 W& ?: { pt=new Point(x,y);- k- u( e( S) ^! v8 t
}</P>6 H2 E0 C$ a, u- d
<P> //计算得出实际能够到达的目标点9 y$ A! | C& X+ d
x=(nowPt.x+deltx+width)%width;, ]6 Y9 f; ?7 j1 X
y=(nowPt.y+delty+height)%height;3 T' {, `0 _' x g
return new Point(x,y);
1 N5 q# f/ w% L q- j9 W }
( b9 e9 z* {8 ?2 v- U/ h. w# ]5 \# | private double GetDirection(Point pt1,Point pt2){, l( D1 ~* M W6 ?; ~5 Q
//这个函数为指定两个点pt1和pt2,给出pt1-->pt2的方向角
* j+ k8 R* I% Z: ]& b& F2 Y4 m //此函数的难度主要在于,我们的世界是球面,因此需要从多个方向计算方向角,
! p5 R) C; ~1 c! P9 l //其中方向角是所有可能的角中使得两点连线距离最短的角。: k8 t0 e: E0 j4 x! {
double e;* A2 A4 A/ A; c0 M! p' ~ V0 \3 T/ Q
int deltx1=pt2.x-pt1.x;8 m" \1 I% p: \! z
int deltx2;
" H' ]; a- U; J if(pt2.x>pt1.x)deltx2=pt2.x-pt1.x-width;
; I t8 B' |# ~( |3 x3 B else deltx2=pt2.x+width-pt1.x;
8 E1 n& \2 Q! G7 h& }0 l int delty1=pt2.y-pt1.y;" _" A0 }4 ?1 L9 E
int delty2;! v! F4 |$ ]7 t6 F4 r
if(pt2.y>pt1.y)delty2=pt2.y-pt1.y-height;' `2 F. d4 K/ V$ e( N+ D2 N- f
else delty2=pt2.y+height-pt1.y;3 V3 f7 L5 F$ p' Y) b
int deltx=deltx1,delty=delty1;
2 @- j" C" {5 l4 T2 ?0 L% S2 z, G if(deltx==0&&delty==0)return -1;
7 V3 I' V- t+ u. Y8 T9 M/ ~ if(Math.abs(deltx2)<Math.abs(deltx1)){. A5 u# t, I9 `" g4 i4 R5 D4 x
deltx=deltx2;7 U$ i0 x3 J2 J9 |
}
# J/ L; }5 A" a, O) ]! } if(Math.abs(delty2)<Math.abs(delty1)){
5 G8 _: t- ~ p1 v2 ] delty=delty2;
: W" A5 I9 h# o2 ^1 o1 R5 Y( L }
) O9 r' ? m$ Q0 {0 d# j# V$ ~! X/ l if(deltx!=0){% z- g; e6 \! p$ e2 D
e=Math.atan((double)(delty)/(double)(deltx));: y |# J- o: @
if(deltx<0){. Q0 F- b- ]) b Z+ U
if(e<0) e=e-Math.PI;" C+ r/ q1 {7 O5 F d5 N: w
else e=e+Math.PI;/ h" M1 C o! n* K
}' ]1 I+ L# T. l& j1 v+ m
}else{
$ z! h ]* V5 R; j+ J+ l1 Z if(delty>0)e=Math.PI/2;* y8 K% M, C! C/ V5 `" T8 g
else e=-Math.PI/2;. R6 G$ ]" T+ J t* ]
}
2 E) E$ O- R X* j8 \* k! E e=(e+Math.PI*2)%(2*Math.PI);- v" O: r$ J- _5 O
return e;
& y6 I8 @/ M! y2 s- | }: V9 r" k4 a: E
private double Distance(Point pt1,Point pt2){; U c! c1 N/ e6 |
//给定两点pt1,pt2,计算它们之间的距离,难点在于世界是球面,所有有坐标循环的情况,5 l3 E5 v" _! Y3 N/ x
//这里计算的是所有可能距离中最小的. ?+ V, W' j% }4 [5 W+ ]5 d% b
int dx1=pt1.x-pt2.x;
, @0 ?4 @! ~) j8 n& b# ~ int dx2;
9 o R& }7 v2 }9 I int dx,dy;
/ a+ [2 M# ^. m$ i if(pt1.x>pt2.x)dx2=pt1.x+width-pt2.x;
4 F. K0 g! P" h& G6 m) w else dx2=pt2.x+width-pt1.x;8 Y7 Y6 y0 I: i. Y2 u
int dy1=pt1.y-pt2.y;) \# m6 h, m( B7 a
int dy2;9 \: ~ o! A& P# q, g
if(pt1.y>pt2.y)dy2=pt1.y+height-pt2.y;+ i- ^& K; P. O( k" o
dy2=pt2.y+height-pt1.y;- j4 X; x6 z9 z+ k, A
if(Math.abs(dx1)<Math.abs(dx2))dx=dx1;
6 C: m% j8 ~) n; q6 H6 q else dx=dx2;
7 a; P& ?# c8 ~. X- ~ if(Math.abs(dy1)<Math.abs(dy2))dy=dy1;
6 e% H% g( X P9 _3 k }! }7 } else dy=dy2;
/ P) @% l" X6 n0 O4 ]6 f return Math.sqrt(dx*dx+dy*dy);
1 g$ f# G, U, y }8 [/ V# S7 K) |$ S' t+ L# o
public void clone(ant ant1){; _- i: C5 T7 b8 x! x/ Y% J2 J0 l
//把蚂蚁ant1的属性拷贝到本蚂蚁# d( \6 W& U: _; ?: N
nowPt=new Point(ant1.nowPt);# J' F6 ~1 Y6 p2 ~) d
OriginPt=new Point(ant1.OriginPt); M$ l% Q! u( j* [( X5 V
FoodPt=new Point(ant1.FoodPt);
7 f( b( K% P; a4 Z) Z; n StartPt=new Point(ant1.StartPt);3 U7 z9 w! H5 d L* f4 `
AimPt=new Point(ant1.AimPt);
0 W' t. Z9 Y+ ~/ q lastPt=new Point(ant1.lastPt);
# L8 K% Y7 h8 j3 R0 Y# m VR=ant1.VR;
( J& \9 \- a0 L. a id=ant1.id;0 V0 ?# N' o: M6 p( h# k2 q
color=ant1.color;4 e% n7 @9 s0 x* g# ]' x' O
back_color=ant1.back_color;
& K l6 Y3 C- W7 b+ T6 e height=ant1.height;
) @) N" D. _. `9 i- D# w& Z width=ant1.width;
& ]# Y$ ]) K8 Q0 L local_colony=ant1.local_colony;" O4 I/ k7 p5 T0 o9 B) c0 o0 y
Phe=ant1.Phe;
- h; S h1 K) N8 I8 b mistake=ant1.mistake;6 a, F1 B. y; _
HistoryPoint=ant1.HistoryPoint;/ V! `4 A2 }* z/ u1 q
Main_direct=ant1.Main_direct;+ |% l& m5 `0 A$ {, u8 B2 j& J
FoundTimes=ant1.FoundTimes;
, X8 a: k" b& |1 a Max_Pheromone=ant1.Max_Pheromone;
2 ^# G# k: }, l/ `" q9 t" N Pheromone_count=ant1.Pheromone_count;4 w: R2 U) o6 \$ U! y: R
memory=ant1.memory;
: a) k# n0 k5 |5 I8 t Count_distance=ant1.Count_distance;5 L- Y+ Q, ~$ R" L b" \
Min_distance=ant1.Min_distance;
1 m4 t* U6 g, S! w, s4 E. G* Y- ? }
6 X- t0 [# u1 P0 Y1 G- b- w}</P> |
zan
|