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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 x8 [+ Y$ p% u4 q3 X8 a, h< >package ant;1 w* y6 f+ S# a" B& Y
/*) W5 z. o' x8 Z3 u% R5 a
* @(#)Antcolony.java 1.0 03/05/22! @4 u2 ?) l, Q" }! W
*2 X2 J1 S7 _7 F- I
* You can modify the template of this file in the
5 g, h& e5 Q8 E) O3 r& D9 p5 z& b" Y * directory ..\JCreator\Templates\Template_2\Project_Name.java
, ^, G1 x, s5 G Y% ]* b4 ]7 Y$ m' z *. A" g* Q1 D, g1 X; d
* You can also create your own project template by making a new$ k4 k, I7 u2 _0 J# V
* folder in the directory ..\JCreator\Template\. Use the other* k6 P) t/ x% H+ ?
* templates as examples.
! T& ?9 g- z* i9 D* f2 q! y+ ]% U *2 a5 E' i) C& P0 C$ C$ _( {
*/</P>0 y' Y: |+ X2 A/ O
< >import java.awt.*;; m7 a+ [9 u+ G2 @. j
import java.applet.*;! I! K3 u9 \2 `2 W3 n( R
import java.awt.event.*;/ Q% `. l& g d& }. |/ G
import java.util.Vector;</P># m7 v+ a# c$ i' q2 e
< >class AntCanvas extends Canvas
# _. |/ w5 o5 B# Q) W! _0 B: a{
7 d; ]# {" a+ P* h3 p: c& s //画布,一切画图操作均由该类完成# {2 h( V: J5 S2 q. ?, u! ?" }0 i
//Image image;2 z; [8 G4 r* V1 P8 u
Color obs_color;//障碍物颜色* j+ b: O, S1 J; l2 O& B ^& `( f
Color origin_color;//我的颜色
`3 F! Q0 D) A: z) u; X- l Color back_color;//背景色 j, g4 x8 i3 a- U
Color end_color;//食物点的颜色
& f7 A# D: Q# O" K //boolean first;
! P- d) O$ l1 `( Z+ N) L7 J boolean reset;</P>: T2 R. e \2 p9 C* f/ Q
< >/* public AntCanvas(Image img) {</P>
+ D. i7 W8 N( d. k" c) o( e, H& b< > super();
0 C8 L/ B, C9 C, }9 d* O% s0 p0 d9 e image = img;& k0 ?. h! Y. B; s* H# Z
obs_color = Color.white;
0 O6 M( W8 U& k7 X) A$ U setBackground(Color.black);
: l! n7 u: M# l5 X setForeground(Color.white);
}( ] }0 r4 |3 d# y) |1 M first = true;
6 Q" O J. j4 q& g' w- H reset = false;</P>6 F0 p, D, j7 c% b
< > }*/</P>
, b' v. l* `' Q+ C& ~/ _< > public AntCanvas() {</P>+ D, y9 u5 O5 _4 A
< > super();
* s; _" t7 D9 w1 R/ t! H' O( z/ ]9 A' b //image = null;
- @ G4 ~5 q c: L back_color=Antcolony.BACK_COLOR;
. B* a+ j: o% |) u& q2 U setBackground(back_color);: M! N; @% {: \+ k# U
setForeground(Color.white);' M0 q+ J8 Y7 A( J1 `/ D
obs_color = Antcolony.OBS_COLOR;" I2 F9 C1 f- C- e. P8 x( H
origin_color=Antcolony.ORIGIN_COLOR;
- r; \% T% a9 k7 r end_color=Antcolony.End_COLOR;3 v! Z Z' I p9 [
//first = true;; `6 X2 y' R" f: v) P+ u" j0 h
reset = true;</P>5 f, ~% y& z9 w1 b7 I6 {
< > }</P>
1 t) l/ @# P. |1 N, C C< > public void Clear() {
4 ?3 e7 g. J( P" R0 i3 \ //清空画布( c7 C- {" Y* U2 D2 G
reset = true;: K4 u! J4 I( ?
repaint();
7 u o" X6 _$ Q0 E; r! y }</P>
- D2 s5 S; @/ L( ?5 `$ J< >, ]3 z0 B# K- X$ h
public void paint(Graphics g) {
0 H1 L# ?; ~, o) S: Y, ?. G int i;
' p% ~( o+ b P7 d //重画的时候仅仅画障碍物
2 M# k9 _, G9 H2 I/ [0 t2 u g.setColor(Color.black);) {4 b+ R& E+ G' J4 a
g.fillRect(0,0,size().width,size().height);
* i6 v6 r& [7 B" n" K, `* M3 D g.setColor(obs_color);$ E) A# s; J' h6 J$ y" ^9 @
for(i=0;i<Antcolony.obsCount;i++){
% B \- ?2 _( p$ W) n g.fillRect(Antcolony.obsP.x,Antcolony.obsP.y,1,1);! J" }' E7 y2 s( Y ~ a
}</P>; Y* T3 }: D9 M" q2 }
< > }
; J" o' v7 r* @5 c9 Z public void process(){
+ ?; V9 T# {- W, c8 ~" D //处理动画的过程
7 E# a& m3 W& B# J c9 k Graphics g=this.getGraphics();# z; t3 s5 f( F9 b3 t
g.setColor(end_color);5 N8 q6 a! P' @. q; Y
for(int j=0;j<Antcolony.EndPts;j++){
# t# C5 z0 O+ r1 H //画所有的食物点
* M5 t: \ V9 H0 U2 d! c( C8 T, q g.fillRect(Antcolony.EndPt[j].x,Antcolony.EndPt[j].y,2,2);/ x/ o' q8 u( T! _5 M; D
}1 d9 I$ r6 r9 {+ P3 K
for(int i=0;i<Antcolony.antCount;i++){, t) \8 D6 @3 o }" t" k4 `
//每只蚂蚁开始决策,并画蚂蚁
; a: G s3 b) N0 ~0 I Antcolony.ants.Process();
& p0 r6 \" w p! Z' ? Antcolony.ants.Draw(g);, N( L$ K) u$ E7 F3 c a
}) m# _4 ]5 h; G$ m1 u
for(int i=0;i<Antcolony.phe.size();i++){, S6 h! T! W6 }, s
Pheromone v=(Pheromone)(Antcolony.phe.elementAt(i));
* C5 P' u2 {) U u2 z0 Z //Antcolony的drawPhe变量标志是否画信息素
/ ]* @- w. ]9 q/ K, z' Y9 R" k switch(Antcolony.drawPhe){& j' F& v% l# a
case (1):9 a8 `$ A5 o+ k* @9 D
v.Draw(g);
% A) S+ ~ A% A, d/ V break;- x0 f% X" c0 }: V6 v
case (2):) m4 Q+ N7 H* M8 Z4 w, m
if(v.kind==1)v.Draw(g);
, j; D2 a Y0 r+ x& S( S% _ break;9 J0 @( W$ R6 n4 P1 r- u: Z) m
case (3):7 u' Q$ s' h2 d7 S' u; a F Z
if(v.kind==0)v.Draw(g);
+ N4 t( z: |" ?( v; u+ b! k: k break;
3 d3 H u. B; D }; z" J8 D' |8 c/ @( A( P% l
v.delimit(g);
; N- i+ }4 a4 }* X/ c }+ A0 I5 \4 k7 p4 Q
g.setColor(origin_color);! T, i% I; q: o: G7 g, m
for(int i=0;i<Antcolony.OriginPts;i++){4 G, o& I2 c1 p! B( b5 ^
//画所有的窝
& [0 ?& Y: S( I' I1 P2 W- P g.fillRect(Antcolony.OriginPt.x,Antcolony.OriginPt.y,2,2);
& P$ x) ?' U% v7 p6 F; ~( n6 e }</P>
, Q+ N" x2 u+ a* p3 P. V< > }: p7 z* f2 w; p* x" F" s
Graphics GetGra() {</P>2 h) d0 K/ R5 w) ]: p8 _# G
< > return this.getGraphics();
) o1 g h( `5 d) D, t3 V1 u }' ~+ H. w% W6 \8 m) Q
}3 x7 N# |$ U$ d) R/ Q/ M* ]/ w2 ^
public class Antcolony extends Applet implements Runnable {- @- f! ~& y# Q A* v4 v
boolean isStandalone = false;//系统的参数,是否独立运行,不用管9 z0 Y* L( ]8 X& }7 B% G9 { L
Thread runner;//创建一个线程,让动画平滑的运行9 q0 ], [( d( p @1 s
boolean running;//是否让动画运行3 t( W: u4 E, F
boolean reset=false;//是否按下了重置按钮8 f1 j7 n/ v8 V" B7 u* |
static Color OBS_COLOR=Color.red;//障碍物的颜色( |5 \( g; x0 L6 y1 h
static Color ORIGIN_COLOR=Color.yellow;//窝的颜色( o* ]- V) H q, m
static Color BACK_COLOR=Color.black;//背景色
% a) W+ F* x. B" c static Color ANT_COLOR=Color.white;//蚂蚁的颜色# ^0 H/ N5 Z" p+ E+ @9 ~
static Color End_COLOR=Color.cyan;//食物点的颜色3 r5 Q# x3 e( K2 |1 {
AntCanvas canvas=new AntCanvas();//画图用的画布: S+ n y$ I6 u1 |1 V9 R
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3 U# L7 I' v- H4 [3 C
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9 [3 c _! ~ G$ n
static int obsCount;//障碍物的数量,最大为width*height! n% Z$ G! Y+ E7 h: x' l+ ?
static Point EndPt[];//食物点数组,值为食物点坐标。
5 p# e! B( N' V, \9 u; K4 C static int EndPts=1;//食物点的个数,初始的时候为1,最大数为1004 r3 u6 F& V; \, N/ ]
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
1 N j3 N$ a( ]' t) ? 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: M. v) E+ A# k
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!
& V4 `; _8 b4 U2 c" h) a6 D B static Point OriginPt[];//窝点信息
# S( x* @- L! U0 K. S2 ? static int OriginPts=1;//窝的个数,最大为1000 W' `: [ P$ B6 S/ p
static int width=300,height=300;//环境的长和宽# h( w% q/ k; g g6 E- j% \6 Z
static int antCount;//蚂蚁的数量
, u! ?# ]2 r0 q' i static int Delimiter=5;//信息素消散的速率,为整数,越大则消散的越快
% k" E I' f. `6 A8 P, U% j7 M static int FoodR=10;//食物和窝产生梯度的信息素的半径: S4 F; x* ^& E, c
static ant ants[];//蚂蚁数组# s4 x' f4 q( K3 S) v
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
) @% F' v7 v, {- ?% D. u 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>! j: [0 E0 N8 a
< > //下面是一些控件信息
/ G3 Q* E& d- F4 s Button btnStart=new Button("开始");
* u5 U& c; ?1 ]; g+ B( p4 ] Button btnReset=new Button("重来");$ z2 y* W0 V1 u$ f
Button btnMap=new Button("编辑地图");
# z) {+ c; n7 d6 I" R Button btnConfig=new Button("设置");
- v3 a- v& \! D Choice choPDraw=new Choice();+ a# W+ O4 P: F2 d
public void init() {9 S; _; d: c$ Y
//初始化函数,先画各种控件
; X7 r2 {+ @ v8 c q; t7 w" | setLayout(new BorderLayout()); f" q7 O6 C$ s. a( q
Panel pan=new Panel();4 a4 X" @1 S; }1 |4 a$ Y- C6 A, R
add("South",pan);0 f& b2 O! H8 W# f
this.add("Center",canvas);6 f$ u$ _! H6 A# J2 V" y
pan.add(btnStart);
$ u6 D! P6 _! G5 T$ D pan.add(btnReset);+ d! f. i% d _& W1 y: @' X
pan.add(btnConfig);+ f7 c- S2 w# @1 r8 h6 E* V: e+ n
pan.add(btnMap);
, W& K i! k' d8 C pan.add(choPDraw);( G; o% Q( ^6 ?4 ?' a8 Y2 R+ ~
choPDraw.addItem("不画信息素");
2 n& l: ~4 W. K% G8 k4 v3 x choPDraw.addItem("画所有信息素");
# d- _1 O( B# Y9 q choPDraw.addItem("画食物信息素");5 A5 }; G# ]& R9 ^: D1 P
choPDraw.addItem("画窝的信息素");
1 }4 P9 `' F: i; d+ ]8 r L% C2 L% v choPDraw.select(2);</P>% [4 d, T3 z) X7 s
< > //初始化各个数组- ^0 s: i/ ?' t1 o+ X$ `7 B
obs_grid=new int [width][height];
+ y3 ?. Z+ |7 J. n9 Z phe=new Vector();8 Z# j: a" Z7 ^4 s
Pheromone_grid=new int [2][width][height];
- B7 L! x+ r* E0 K. B( q5 ? for(int i=0;i<width;i++){% ]3 [" S( U& j, r1 P2 R; @4 Q
for(int j=0;j<height;j++){
) k& P. v# M, s5 i3 U obs_grid[j]=-1;
1 n! ` K# x3 |) e for(int k=0;k<2;k++){' w6 x7 L" g X8 Z5 Z
Pheromone_grid[k][j]=0;; i3 V1 z/ G7 j) Z/ G0 Q* J( _
}9 q0 S. J8 L( z9 B: R. p' I
}, ~5 Z7 @% w! J: t0 r+ Q
}</P>
0 b6 w9 v7 q5 X; T, q7 Q, [< > antCount=50;//蚂蚁个数缺省为50: w9 W( ^ z! v* `: d3 D
//初始化蚂蚁,这些属性都是蚂蚁的最原始的属性
) b! f0 T( N" e# J& W: n ants=new ant[antCount];
6 ~7 q# s4 S) O/ [& l for(int i=0;i<antCount;i++){
. h/ F/ m5 {, X9 @$ p2 D ants= new ant(new Point(0,0),3,i,this,ANT_COLOR,0.001,50);
( h! J2 l, ?' z! c$ w, E$ P }</P>
! x/ { P- e @< > //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0 J8 ~$ p) z- A9 x: w) W
int grid[][]=new int[width][height];</P>
6 w+ \4 j V+ [< > //下面从地图库中加在地图5 {% ], I+ }. }; X
Maps maps=new Maps();9 i1 H; ?6 L( E# c- X. v# m, _* `
maps.LoadMap(grid,0);
* u) E; _* g+ b5 C //初始化地图
5 m" @/ E# g2 X1 Y) b reinit_map(grid);</P>% N/ M+ ~) ^+ q6 _
< > //初始化所有的蚂蚁# L8 Q7 X5 F M2 D
reinit();# ~( g8 a8 C* S0 S3 J- C |
}2 _* S& A, f2 q% R' L
public void reinit_map(int grid[][]){, l H' `4 p. u5 [% h
//将数组grid[][]中存储的信息转换到当前的环境数据结构中
; I1 q3 y( R5 j* l# f- z$ @" C# r$ \ //相当于把一个位图信息width*height像素转化成窝、食物、障碍物</P>
( w8 j$ }, _5 }5 l+ h2 m+ z# ^< > //先停止程序的运行* Y; q" G0 z$ j) i
running=false;/ I- w! X( S2 W2 n$ E% K! B+ k) H
btnStart.setLabel("开始");</P>
6 Z2 v5 I) s( {9 e7 j0 ~6 n< >
# ^) i9 }1 w4 w obsCount=0;2 m# O- l, m6 C" K. O
EndPts=0;
! j; [3 J/ q; X$ } OriginPts=0;
2 w9 w" u3 @+ U obsP=new Point[width*height];
6 D; }8 T7 ]& V4 Q* G, N. F# h OriginPt=new Point[100];
" v$ }, \/ `5 `3 } _ EndPt=new Point[100];</P>
: F) c* Q. n0 A! z< > //清空obs_grid和Pheromone两个数组中的值9 Q$ q% ^* T# a1 x
for(int i=0;i<width;i++){5 y; q$ X1 Z) q6 d/ T% I8 Z1 \
for(int j=0;j<height;j++){
- D6 P0 o. Q- @1 e! c obs_grid[j]=-1;
0 J' T4 f- y$ v0 J3 Q1 d1 l0 ? for(int k=0;k<2;k++){
3 n) r- U7 z4 w9 i$ [4 G* i9 S Pheromone_grid[k][j]=0;
3 J- K% `7 d; ]6 ?9 W+ ?4 d6 \; ` }
% D9 t3 f) n7 ]$ K" T6 Q }0 O- j! M4 w1 N) M! r& W7 d
}</P>
' c! c3 B! E4 j) n< > //从grid数组中读取信息
1 E, V1 }, v |: _ for(int i=0;i<width;i++){. z; ]8 e. O& e& }/ Z% B
for(int j=0;j<height;j++){- w( C" f0 H0 j7 M) n
switch (grid[j]){
" T( j8 v" b2 T: [* h; ~; ] case 1:
0 X C+ W/ W2 t$ U //如果grid[][]存的是障碍物
: i! B) E& h4 V0 u obs_grid[j]=obsCount;- O1 w z* ]$ `- }( j
obsP[obsCount]=new Point(i,j); @6 [9 e7 C5 W, A6 ^/ \! S
obsCount++;/ _! x2 F- y! A% ?- O' ^
break;$ |% s& x" l5 g# M
case 2:2 B, u$ T/ u* ^/ x6 O
//如果grid[][]存的窝点信息,多余的窝点信息省去了, X* |" Q/ A3 m( O- `2 u& A+ G
if(OriginPts<100){
4 J- X+ C/ A' j OriginPt[OriginPts]=new Point(i,j);
+ F( |1 a `9 T( K+ @ OriginPts++;
5 B7 O" k" ?! a4 _! R% Z+ ^ H }. J, j4 l T* I. M
break;: e9 J& W) u1 T' @
case 3:
. R- ]0 o! o0 g //如果grid[][]存的食物点信息,多余的食物点信息省去了
- M! q9 O" o6 n( }$ V9 t) q if(EndPts<100){
" S2 u V5 Y2 T( m3 s6 } EndPt[EndPts]=new Point(i,j);8 S# [+ W; v$ \
EndPts++;
' |* P6 U4 L9 ]+ U! ~ }; x) r/ Z! F" {: ?* D1 Q* I
break;9 I, j7 }2 ?; g9 H, j
}+ H4 \% @: S/ d5 P
} K, u" S# X1 H, P( R; `
}
8 V, z8 L! ?. H //如果没有指定窝,则随机的选择一点
2 q8 H5 _; \) u0 k4 b+ @ if(OriginPts==0){
C C; e$ I# t" n2 w p# e. Z) [ for(int i=0;i<width;i++){
7 ^6 @! y0 z0 V6 G int j;
2 l# z3 p: p/ B: d& y for(j=0;j<height;j++){, S5 Q; z& P) z5 { Q' y
if(obs_grid[j]<0){
4 E- K( E4 \2 C7 c5 a OriginPt[OriginPts]=new Point(i,j);
$ v) y/ m- s! v+ d OriginPts++;
1 v/ B }* i" I- A break;
( J% z; R: |& l9 T" Q }. n3 G1 |! h/ W2 j9 l
}
3 c1 V# f6 w8 w if(j<height-1){0 C( Z+ J! E3 \+ K" |; ~
break;$ G# ^- `- d7 U o
}
P8 e2 Z+ f. X, v! b8 W, k' X8 ? }
K) P, {+ V: E0 C0 M- b }; u" Q c+ ]& ]
}
. x4 q" A8 `5 ]4 k. b public void reinit(){/ n( |( w$ l- K3 {7 n$ h8 A& \* B
//重新初始化整个环境</P>2 d5 @. Q {" G i
< > //先停止程序的运行6 p8 @# _9 t# J [2 ]
running=false;
: N0 E/ v/ W2 {; }) d$ o0 g1 p7 p btnStart.setLabel("开始");</P>" p9 Z1 d; q+ a
< >7 o- c# f5 L& H/ g: U, O: x: M: Z
//清空所有信息素Pheromone数组中的值
) S C+ r" }+ B' J# e for(int i=0;i<width;i++){
2 _1 l: R& @6 k5 p0 P, \' u for(int j=0;j<height;j++){
, j% D- G6 d' g* s4 _, S for(int k=0;k<2;k++){
: a* h! A H9 H% J7 j6 O* v& Q( ^ Pheromone_grid[k][j]=0;
' G' E1 q' t8 I3 @) a3 N, A4 M }- X# a7 l: J' N7 E2 T. v
}
/ J- e' y2 i5 L8 C6 V }</P>
$ i, V9 l& ]+ T( Y' H( c< > //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1 r8 n' D+ k; k; \2 H' j _
for(int i=0;i<antCount;i++){
4 N" K6 D/ D! s int index=(int)(OriginPts*Math.random());$ G% ^4 P1 D! x7 F4 s
ants.OriginPt=new Point(OriginPt[index]);
( p& k, G( c+ S ants.init();
/ ]' s! K$ y5 S1 P2 b; G* _ }</P>
4 F+ q3 @8 u" q< > //清空信息素向量
3 A& V4 h: |0 G( ~7 g, Y phe.removeAllElements();</P>2 q" r/ W6 H1 W C( e2 j9 _
< > //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) \' W& B; @' S( B: R
for(int i=0;i<EndPts;i++){
+ y! L* K4 ?4 n, h+ k for(int x=-FoodR;x<=FoodR;x++){
% a2 o+ S; s0 z3 }8 U' b" s4 m. [4 i int y=(int)(Math.sqrt(FoodR*FoodR-x*x));8 p$ l8 G. N0 y5 r+ q
for(int yy=-y;yy<=y;yy++){
0 L* o1 H" ?/ p8 _! s8 e Pheromone_grid[1][(EndPt.x+x+width)%width][(EndPt.y+yy+height)%height]=(int)(1000*(1-Math.sqrt(x*x+yy*yy)/FoodR));5 z2 Q( f1 g B" r# s
}
( d0 k( S" O p7 y5 }3 o% d; [/ v }
0 S4 t$ k7 G6 v8 `' F" P& F }
/ ~3 A$ O) q* Y9 Y6 Z for(int i=0;i<OriginPts;i++){# X+ T7 ` U' n$ O0 c
for(int x=-FoodR;x<=FoodR;x++){
: T( @1 Y# f, k$ K/ x int y=(int)(Math.sqrt(FoodR*FoodR-x*x)); `$ S9 r7 Z2 b8 l, |8 F. y
for(int yy=-y;yy<=y;yy++){8 e4 l' G$ C. [5 X
Pheromone_grid[0][(OriginPt.x+x+width)%width][(OriginPt.y+yy+height)%height]=(int)(1000*(1-Math.sqrt(x*x+yy*yy)/FoodR));
+ D; t. ?, t3 F1 \- ~# j$ r }/ `8 e0 w0 N3 _, D
}: L2 T" Q% b" T! m2 a( \- w
}</P>; N4 O' P7 i/ }9 A
<P> //重画4 Q% K5 B1 ~$ M+ C1 P
canvas.repaint();</P>
, _5 K- w. I3 b( f; ^+ X8 H<P> //让程序开始运行
5 v3 \/ k& V$ B- n //running=true;
2 G9 k4 ^3 h ?$ X3 x: D }
+ R, `9 z! K) ?5 l public void paint(Graphics g) {
, A# x( b4 |: \3 D2 ^( ^ canvas.repaint();
T& f: i. L# ^+ D7 j; r: [# s& g }</P>
/ Y2 Y4 S( n$ ?; Y0 _6 ~8 q<P>4 o8 n* C* H6 o$ c9 j
public static void main(String[] args) {
( }' ^. |& k" ^" K! D Antcolony applet = new Antcolony();
3 @- L+ E5 ]* k; | applet.isStandalone = true;" b2 Q* R4 a4 ~- k* p
Frame frame;4 l3 f# ?. S3 D) t; l& [, ^
frame = new Frame() {& d" Y1 T% _! `- s
protected void processWindowEvent(WindowEvent e) {
7 v3 q# J/ e, p5 A$ e super.processWindowEvent(e);
$ o9 m, l3 s. ?% P9 W8 M if (e.getID() == WindowEvent.WINDOW_CLOSING) {
: X, P V' ?6 M4 G4 F) F$ A8 ] System.exit(0);' W9 \3 \( q% y# H& { p
}# g4 I) p2 v) m3 X; ]
}- g, ]5 t; z; B3 s) h/ T, Q
public synchronized void setTitle(String title) {
% z7 \ c. N% s' _6 x super.setTitle(title);8 l0 Q. \( ?+ f, o/ b2 w% K$ }
enableEvents(AWTEvent.WINDOW_EVENT_MASK);6 f c& J- P# m2 L3 e# ]+ R( o
}
7 @1 H* I7 h) o. z6 x };
, y& I: ?( u% m3 ` frame.setTitle("Applet Frame");
0 I$ b/ X/ E& G2 ~; Q! `8 F frame.add(applet, BorderLayout.CENTER);' x* _( O, b( l% ]- I6 |
applet.init();) I" @+ s: j( u: {) m% V' ?/ E
applet.start();
2 c4 Q3 @2 O% ~& f3 J0 o frame.setSize(300,320);
2 Q# b }# C" b5 t# ~: t Dimension d = Toolkit.getDefaultToolkit().getScreenSize();6 ]. ~% t* g* ]+ o+ e, F( Z6 J* V
frame.setLocation((d.width - frame.getSize().width) / 2, (d.height - frame.getSize().height) / 2);
0 ?! Z! E, @+ M1 H, i$ }4 k frame.setVisible(true);- |! Q- s" c9 ~) s; F! U. g+ O
}; B, ]" L s! d/ L6 O/ X
public void start()
$ U! ?) W$ h' i //下面三个函数是控制线程的5 @! Z3 Z2 k Q5 x3 E3 Y
{
7 T* p( j$ O, [5 n9 I6 u$ n if (runner == null)8 [& J- ~8 f. u' O# p! O- ]0 E' m
{. m2 k! Q6 |4 S3 I: O: r" G) w
runner= new Thread(this);
3 A% r% }$ J H7 P" \* o runner.start();& K* c( D3 p4 z$ j! R
//running = true;
% f+ k, @/ v: b }8 Q( q' ^( l7 k) I8 V
}</P>5 ?% e7 B( K+ j2 Q+ T
<P> public void stop()
# `, X9 n: k( V! v9 [# l! I3 }0 J z {! _6 S! A5 I% _& B e* b
if (runner!=null)
5 x# `* G2 Y4 m4 X; ?, I {, L: [+ N7 s+ b" A' V5 m6 Z
runner.stop();
6 ?' f$ B9 o# P runner=null;
) B; B5 W* e0 g2 C1 e3 L; V running = false;7 c# e' K1 L, a9 I$ W3 d/ H1 A
}
5 D$ I7 N: z8 G! X1 t$ Z( H% g }</P>+ y5 |3 p/ ]1 X' u
<P> public void run() {</P>
! o" A7 M x3 E<P> int i;; H- D: L8 Y$ v" J# ]
//线程一直运行下去3 Q/ U/ `+ x b
while (true) {+ D9 k& f1 x z4 n
if(running){+ G+ ^& l: N( C& {% ]+ W
//如果开始动画,就进行canvas的处理
: L( t# C3 \* v6 v canvas.process();
6 W( P2 V2 G6 W }9 _9 i4 p0 y7 n- R
try { Thread.sleep(delay);}
D6 v* H1 U' i; c; b catch (InterruptedException e) {$ x4 m- r8 [9 _/ y0 r ^: }
}5 @: W$ B5 p' q+ b! q$ m
}</P>
4 P3 t3 ?$ h, u$ X1 A& ?<P> }
F/ Q0 v* g8 T3 S public boolean action(Event evt, Object o) {! m% f: ?4 v" n, L
if (evt.target == btnMap) {
1 J" _$ O: x/ H1 q/ y* B' \ //开始编辑地图面板* Q! |7 p4 m- ]1 U0 `
running=false;$ V3 L( c/ {, D. l
btnStart.setLabel("开始");
# V( X. R" {" Q. C; r5 u. N3 T MapPad ctl = new MapPad(this);
) F7 @* l" M2 o z% G+ }2 v ctl.setSize(308,380);
7 R8 H) i# I) C, d0 J ctl.show();
5 O$ A2 g. {. f, U' L return true;
( o# L; x! Y0 A/ I' E3 E. m7 [ }else if(evt.target == btnStart){
S4 a ` K9 z if(!running){6 R% x9 L3 Y; t! B9 P
//如果刚刚按下了重置按钮就重新初始化一下& D! J l( D& b) k p& N
if(reset)reinit();2 ]2 k5 _: n% Y- { l
btnStart.setLabel("停止");
" u, S: E' l+ e2 b* L9 l7 W reset=false;0 \1 M7 w, `7 D* s, R8 o
running=true;) Z- V4 H8 T6 f' Z
}else{( Q) b( p% D& O, G' I
btnStart.setLabel("开始");; u+ | a. Z& k; F9 m. _9 N' c4 E
running=false;, v) H$ W3 m2 M
}& H: z# O5 A9 @# a6 I8 y
return true;2 {3 X: _, C: Y3 L5 D/ n
}else if(evt.target == btnReset){. p4 Y: V" e" K! N$ S
running=false;9 L3 G' z; L9 s, O1 Y# N/ r; i1 ~+ P
int j=0;
" l/ R# z+ ~- p" }2 c //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' |) P6 R1 F% e! O
reset=true;
9 m; K% u5 G3 L. o3 G' ]: s8 C repaint();; D2 E/ p" I- q7 Y' p. {0 ^
btnStart.setLabel("开始");
) i6 c# j4 g5 {0 v# B; q return true;1 [ Q9 ]7 d* C* |; x, P/ Y8 R) {1 l
}else if(evt.target == btnConfig){# ~- P% S0 M1 u$ w9 m& l
running=false;
- c" N2 @$ r7 U& P& Y btnStart.setLabel("开始");
P8 ?! {, o+ c" {% ]7 W& x& w Configer ctl = new Configer(this);. }7 i8 i }' e8 v
ctl.setSize(300,300);, a1 T" s( W% B% F0 P X" u
ctl.show();% `( y2 r: d4 ` _' Z2 I
return true;2 e) Z3 ?; C/ n! k3 @% d- G- e& {
}else if(evt.target == choPDraw){
! T2 L4 c4 W1 f, G5 S' K4 ^ //选择画信息素的模式2 [7 t2 v3 T7 t, Q, U
drawPhe=choPDraw.getSelectedIndex();' \ x' @! i9 o- [! M
if(drawPhe!=1){canvas.repaint();}: O- r0 P1 W9 d) P
return true;% N2 N5 m2 `8 W! ^; P! a9 i
}
$ ~5 B& G8 C; V) C5 l7 G return false;</P>
+ w9 H& h1 |" x. M( F<P> }4 ]# u+ g: W3 b2 t1 y ^) o8 D
/**Destroy the applet*/7 O. F. ^ F8 r3 C
public void destroy() {; K( g' x( \5 |' K3 n
//当结束程序的时候,把线程也结束1 j+ C; g4 M+ M$ E% w
if (runner!=null)
# k) ^2 J3 }6 ~. `# Y# E/ J* G( o, i {
9 y* F# t! f4 k* i" D$ h- ^; p running = false;
% @8 P8 g2 E* y5 P& c; `- C runner.stop();
6 T/ p9 y6 O) W runner=null;7 k% t9 P* {, {: v" e- Q& N# x
}
* q2 c$ S# K/ y1 {$ ^& j }</P>
8 L J' D! w6 Q% C4 C$ u0 z<P>}
, _5 ^7 J' k2 K0 I2 P</P>
# ?8 D1 e) a0 `5 s; k# ?- l4 X' E3 U% t3 y9 }. O; d: ?
3 P# P9 a. r5 I, R
7 W7 b6 A$ o( O5 {9 T1 N
<P>package ant;6 n9 y4 z% C: y! U9 }
import java.awt.*;3 {2 r4 M3 G8 [+ ?/ I
import java.applet.*;$ [0 ?' T2 ^9 W) S* U
import java.util.Vector;</P>) \! a# w; o1 w, [7 U7 T8 W
<P>public class ant{
% h7 c$ c5 e: P) Z/ C& u Point nowPt;//当前点坐标
( `+ a1 J1 g% C int VR;//速度,每次蚂蚁能走动的最大长度
8 m8 H# p3 G# d7 J1 @0 Y0 l) c int id;//标识6 \! n% e _! w
Point lastPt;//上一点坐标- B, ~* O1 F& T
Color color;//蚂蚁的颜色
, N; Z |& t0 y A Color back_color;//背景的严肃: }( H9 O$ H$ ^
int height,width;//世界的尺寸# |% D* w% ]: [9 j7 e! h' O
int Phe;//每次释放信息素的数值6 G3 F5 {; X- b; M' r% {
Antcolony local_colony;//主程序的指针* ]: l) j1 n, k, o/ \8 M4 b& L
Vector HistoryPoint;//记录一次觅食过程历史上的所有点
! b5 `. }! f- \) Y) s3 v! U/ ^ double Main_direct;//主方向
0 {& g1 ]* F9 M1 Q1 E/ T5 Q Point FoodPt;//记录的食物点,是否找到时候判断用
. T( g2 \2 @9 k* c, F3 U* _ Point OriginPt;//窝的坐标1 H( c1 ^ R/ s* e/ E5 Q" ?8 S
Point AimPt;//目标点,是窝或者食物
0 V( y0 s9 ]. ` Point StartPt;//起始点,是窝或者食物' @) C# o* D" O8 f, z N
int FoundTimes;//找到食物或者窝的次数" v! U4 t! O$ U# c, l. ]
int Max_Pheromone;//最大能够释放的信息素
# b* V, y2 b2 P; S int Pheromone_count;//当前还拥有的信息素的总量
5 M/ {! d5 \% ]7 d5 o boolean Judged=false;//判断寻找目标点的工作是否已经进行了
8 J; o2 q# ?7 l# y: h double mistake;//犯错误的概率1 Y3 G/ w+ i+ z' U
int memory;//记忆走过点的数目
2 b ^7 G1 {- c- b 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。
( i3 ~" b# H V B6 S( j public double Min_distance;//当前这只蚂蚁再没次往返的时候的最小总距离1 \% s' i& O0 ~3 A7 C% D. I
public ant(Point nowpt,int vr,int idd,Antcolony colony,Color c,double mist,int mem){: n# l; l# I& X
nowPt=new Point(nowpt.x,nowpt.y);3 M* D: w& [( \* U9 v
OriginPt=new Point(nowpt.x,nowpt.y);3 \0 G0 i+ v, e
FoodPt=new Point(nowpt.x,nowpt.y);
+ d6 K5 x1 j, N StartPt=new Point(nowpt);7 B4 n# Y* L& G; _& C
AimPt=new Point(nowpt);& @5 Q1 w* V+ Y5 { a0 K
lastPt=nowPt;
3 j' m3 q) q+ a! p; l" y VR=vr;
% c# @$ p+ K" {2 ^ id=idd;
6 U8 `' \3 Z0 K, S3 U0 u! w color=c;
7 t7 [/ W( d/ i$ U4 H( p' x back_color=Antcolony.BACK_COLOR;2 }" V* t6 I5 _' @; i; \
height=Antcolony.height;
3 `5 l+ n2 w0 n9 b! x width=Antcolony.width;
0 i1 _* e: L( }/ D3 ^$ V local_colony=colony;
- t: y3 [3 x* y Phe=200;% n3 b7 k* F. H0 l! r0 L
mistake=mist;
$ C: w G& c8 \! L# `6 j @% |# z HistoryPoint=new Vector();* C1 K9 ?( l7 C: ^: w" N
Main_direct=-1;- o3 M) W, q! b- q0 W
FoundTimes=0;( h1 F0 ?7 }$ V1 O- {: w
Max_Pheromone=local_colony.Max_Pheromone;! c2 q! g) i2 O& [# }
Pheromone_count=Max_Pheromone;% E( [* y# M0 W: n: K0 B
memory=mem;: Q" { Q A+ y4 T6 ^* q
Count_distance=0;
' ^) z: [0 Y) \2 ^; M# H Min_distance=-1;* R' E2 ^$ Q- K3 m$ L% W
}
( p( m0 h7 C1 P) @, x public void init(){
8 X/ i) t5 g0 d8 n3 l nowPt=new Point(OriginPt);& I H( t G2 [
lastPt=new Point(OriginPt);* {$ j3 u8 w, B- q
FoodPt=new Point(OriginPt);
. w1 X9 w4 B9 n4 O7 D. [+ R0 o AimPt=new Point(OriginPt);0 u. K0 K" ^+ T( t5 G
StartPt=new Point(OriginPt);) b9 m! p3 j, `9 }2 }- u+ y3 t
HistoryPoint.removeAllElements();# V% D, P, n& ^# U+ \# }7 Q- [ i$ t
Main_direct=-1;: m4 i7 C8 e( ^7 ~3 Q
FoundTimes=0;
; l0 g" r# M$ b: K0 v; F. ] Pheromone_count=Max_Pheromone;, j5 Z! ?$ U$ }. g# I6 T4 S) v& x
Count_distance=0;# g, \" a% q) L/ `! _1 \$ ]' }
Min_distance=-1; x6 Y; \7 }3 g) F+ O S' I
}
0 \- S3 u6 R0 O8 x: j( L' o public void Draw(Graphics g) {
# t3 \7 |. y7 z3 _5 B- l //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。
/ g/ D# S* T! G g.setColor(back_color);
5 _4 V, w: l3 z9 | h! J g.fillOval((int) lastPt.x,(int)lastPt.y,1,1);
4 F0 {& A' u7 f g.setColor(color);6 t0 `/ a8 R P2 R6 Z
g.fillOval((int) nowPt.x, (int) nowPt.y,1,1);& u# |3 o5 k% L! F% v+ b1 j
}
( q! |) b! g6 w( u public void Process(){
7 ?! F6 ]5 ], }7 W4 \! m* n //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1 S, S: d5 V" C+ R- O
//(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)
- \' Q% L. f. g2 \2 S1 P" \ _ //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
' d* S4 X' j8 q/ K4 j& { //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' n" {' ~3 T0 o
//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>
- ?; Z Y9 k. T* e
% N6 I5 y+ }; `<P> if(Judged==false){
* B3 m8 Z, O. X1 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,
+ W5 m* G, Z+ r( m: t- K //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" x4 D$ ~- Y8 t
if(JudgeEnd()){
% Y h& L8 i0 M3 [: V //判断,如果找到了目标点那么就退出该程序
! K) v6 q: S; q+ q! N; _( k Judged=true;
# n+ Q0 T6 _8 f return;+ S0 y* g- P m) M( v+ B
}. R( m! W1 |, ~ a' g3 S" s& K
}
5 Q ]: W. t( a* } c$ i9 c7 ?6 @ Judged=false;
; P! g6 W/ s) l //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
7 C3 Q" a- i/ _# ]5 Q double direct=SelectDirect();</P>3 D: m- Y# X! l
<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
7 a5 S! y9 F3 A3 A! \ int deltx=0,delty=0;8 Z( u* T4 x4 U+ v& A; G4 x
//direct是方向角,根据方向计算位移
. n/ u4 w0 I3 X o' z deltx=(int)(VR*Math.cos(direct));
+ c& T5 k' u: }6 T+ B9 j* v delty=(int)(VR*Math.sin(direct));</P>
8 H7 a: s7 @1 e3 }* E<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。
( |+ i3 Y0 ^7 F: C int kind=FoundTimes%2;</P>
' {% I' M% w$ p" x2 d<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,
# ?* g9 D0 q1 c) b7 l7 \4 v //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。
! s4 ~( R4 B5 w, b int here=local_colony.Pheromone_grid[1-kind][nowPt.x][nowPt.y];</P>
1 j: J: h3 t2 D5 T5 m9 [<P> //记录搜索的环境中找到的最大的信息素
: R) |& Z2 Q; [! d* t; X* W int maxphe=here;</P>" H: v$ G* Z, ^, U9 c4 ?
<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
+ N2 @: }( h" m5 B$ K4 u5 F int deltx1,delty1;
* o0 V, R9 n' F' h deltx1=deltx;delty1=delty;</P>. J. x# {& I: v! v7 M
<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
* F: O# w: y" z2 j0 C for(int x=-VR;x<=VR;x++){" |# }$ X' t) B
for(int y=-VR;y<=VR;y++){
, t6 K/ D) [2 P# q //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,
) S' i( I2 s1 g //在这个程序中,坐标是循环的,也就是在一个球面上
1 \4 V1 _; N1 L6 C! _ int xx=(nowPt.x+x+width)%width;
5 v% l+ `1 _) B5 A0 Y int yy=(nowPt.y+y+height)%height;</P>
) M# v" R( s) K/ L- X9 K; ]8 |) y<P> //循环的时候要除去当前点。
9 l! B4 F( u' D- s1 `7 ]4 f0 S if(x!=0||y!=0){
# z3 }+ L4 o4 P) M //的到要搜寻的点的信息素! w: P) m" T( I% D
int phe=local_colony.Pheromone_grid[1-kind][xx][yy];</P> L% j: o4 c" ]& Y7 E: W1 T
<P> //如果搜索点的信息素比已经找到过的信息素多- O$ i7 P4 j/ j5 ?- n
if(maxphe<phe){</P>
9 g Y* L6 p/ t. w9 y8 f( O$ u<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 o1 w, p! }" w1 [ //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3 O# C) q; e# {' Q( ]' s ^- w
double ra=Math.random();
4 d5 y" f w6 r1 y: W; V5 f if(here==0||ra>mistake){- @% E% N. Q$ A! R
boolean found=false;
# ~& @+ m, A. T6 S4 W: v$ M //查一下内存最近走过的memory的点数,从而避免当地转圈
9 E. }; P2 w. H( u( Q$ P, j* C int size=HistoryPoint.size();3 p& W% J, T1 Y( M# c
int minsize=memory;* i7 L* v: w4 x# N- k6 S* o
if(size<memory)minsize=size;
' V& \# z% I/ `4 o! S! H0 T! ]0 Z for(int i=size-1;i>=size-minsize;i--){
( U% N6 e, Q8 b3 f! ` Point pt=(Point)(HistoryPoint.elementAt(i));. S" V" F& A# }' I8 d1 K
if(pt.x==xx&&pt.y==yy){; ?8 s( L$ B& w5 E: H
found=true;7 K6 E" v0 i" H Y7 v
break;
7 D# R! G% P B4 A }) N1 [: N; C. B# t( I; \' h
}
% q, J2 ]# O. o' n6 A# m1 R if(!found){! a: u3 `; x, k; F1 C' `4 h6 H
//如果没有原地转圈,那么记录信息素。6 s; z$ v. Z8 l( y- g+ n
maxphe=local_colony.Pheromone_grid[1-kind][xx][yy];
5 a. r" }* B: k- \4 Z deltx=x;& ^+ \. t0 Q' `2 J
delty=y;7 M0 ^, t3 J- `$ U
}
T" \, U: K6 Y( O, \5 k# g }//end here==0||ra>0.001% J7 l: b, W. g% n; ]/ d
}//end maxphe<here
$ X/ J, }0 ]& @) ]0 Z; @ }//end if x!=08 V$ N, ]1 z8 p' g W' V1 M: W
}//end for y
0 F" y- ]! X) r9 J4 h }//end for x8 \' F& L h4 j! a0 C
Point pt;</P>8 ~% \* V* D& E) c: Q
<P> //根据获得的信息的来的位移deltx,delty,来具体的进行移位
' Q c4 c, R7 i4 {" M v pt=Evade_obs(deltx,delty);</P>
, b X8 [& A3 p* _* K<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!0 T$ F4 C1 D/ U+ M- V! f$ v* ~( W( k
if(pt.x==nowPt.x&&pt.y==nowPt.y){
7 i* t9 |" ^! m pt=Evade_obs(deltx1,delty1);/ C5 G6 B. Z1 `9 t* E8 w3 \
}</P>
( M" O$ q% }+ u6 |<P> //播撒信息素# K+ X* t. ^- S* u
Scatter();</P>4 L& P1 A, B6 H; n% |/ p2 ~
<P> //记录走过的距离
+ Y5 L' t, I8 W) } C Count_distance+=Distance(lastPt,nowPt);</P>
1 k* E1 x+ {6 J$ }( d. y; v<P> //改变当前点位置; A l1 q \# ^) h! B" S" z
lastPt=new Point(nowPt.x,nowPt.y);</P>
9 c+ v4 b8 I* i+ \<P> //根据memory的大小记录走过的点,并忘掉memory以前的点6 Y+ p7 k' n0 h0 Y ] C i# ?
HistoryPoint.insertElementAt(lastPt,HistoryPoint.size());1 o8 c( h" T- M( f. H
if(HistoryPoint.size()>memory){
9 ^+ n' T7 ?* I2 e% S4 e0 o HistoryPoint.removeElementAt(0);- |) f* m; q! Y4 V$ i+ u x5 U
}
/ \! {/ f8 J/ Z1 O, T6 F' C nowPt=new Point(pt.x,pt.y);7 L. c, {; l9 F# ], O
}</P>* x9 j9 Q% F) x" L' r; m
<P>" X* z# V( s# {, n
private void Scatter(){
7 @# D& S; t6 b9 @9 x //释放信息素函数,每只蚂蚁有一个信息素的最大含量max_Pheromone,
, E2 B, S+ C, {: N! W* @ //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。
( f$ {# s; S2 a5 X# r2 h if(Pheromone_count<=0)return;! z5 M8 f9 q9 ~
//决定释放信息素的种类' z! H2 e" c( g; ]
int kind=FoundTimes%2;</P>( f4 l! X' J0 A0 P. c
<P> //获得当前点环境已有信息素的值
) G8 N- a% @* D' g int Phec=local_colony.Pheromone_grid[kind][lastPt.x][lastPt.y];; L! |; \+ ^8 V6 u( _2 {$ ~
boolean ofound=false;
% @$ b/ M1 V: B if(Phec!=0){, z1 p4 D2 }+ S( _* i% h; @
//如果当前点已经有信息素了
8 F& c. F$ M( k/ I7 B: } for(int i=0;i<local_colony.phe.size();i++){$ x" H9 n" W) |8 S& w. Z+ C5 k6 w
//在信息素向量中查找该点的信息! V7 E, S. e1 E) A$ u- M) `8 n
Pheromone ph=(Pheromone)(local_colony.phe.elementAt(i));
# b" _1 G+ U+ ]1 ~9 P$ A if(lastPt.x==ph.x&&lastPt.y==ph.y&&ph.kind==kind){! [# h% X# ]/ s. s$ Y+ r' _
//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* U: g- O9 \2 @- m9 T* g& e9 C& Q
int size=HistoryPoint.size();</P>% |: Q/ ?0 L) f, _, a
<P> //如果在表中找到信息素,则用ofound记录。( Y% O. e" x' K% ?, o/ b7 z
ofound=true;
2 u3 v: \ }8 d' r3 F6 ? boolean found=false;" |" `) k9 ?& m( T2 i% y! R
if(size>4){
9 [4 f, }1 m" v for(int j=size-4;j<size-1;j++){( J# ?6 e- t: ]% I& [1 O
Point pt=(Point)(HistoryPoint.elementAt(j));
( T5 C- c4 o2 G$ {1 Z& X I if(pt.x==lastPt.x&&pt.y==lastPt.y){
# e$ }' [: C9 x' Q R! n! C$ [ //如果当前点重复了以前走过的路,就不释放
) \: L4 V7 Q$ D r# Z; c1 N found=true;* I+ @, B( T/ b) [- A
break;
0 U3 ]- B) E3 a7 C5 e$ \7 d- v* w. b }
% A1 \& U! u4 X2 W! H }
9 u7 A/ X2 J0 V0 e0 O1 B$ s2 r: ~ }+ h7 `, n# j- p d
if(!found){& R& y0 J- u* r, \
//如果当前点不重复,则开始撒
9 p9 Y% s7 T$ X. m/ N ph.Add(Phe);
3 w. }1 ?) |7 o+ w3 K6 H local_colony.Pheromone_grid[kind][lastPt.x][lastPt.y]+=Phe;</P>2 e+ R/ Y( B. p
<P> //让还剩下的信息素总量减少
3 c" c; A) O3 I) a" g s Pheromone_count-=Phe;% _# F$ F9 z! g9 o
}) `( \5 j4 r0 b4 e, e
break;
+ ~+ i! |$ N4 L0 _* c }% r" D8 v+ f/ C% q, P* [2 i5 w8 x
}
, k5 i6 D' G' w0 S1 V( s+ r }
8 F! g& V6 _0 z7 I( m if(Phec==0||!ofound){
: ?' d) h7 }$ s2 h //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7 l' e5 \/ s& v8 `
Pheromone ph=new Pheromone(lastPt.x,lastPt.y,local_colony.phe.size(),local_colony.Delimiter,id,local_colony,Phec,kind);- h) P; E' Q4 H2 E+ R
ph.Add(Phe);
- T+ `/ d, h$ c( M3 j& h local_colony.Pheromone_grid[kind][lastPt.x][lastPt.y]+=Phe;
8 E2 o9 o% x$ b( B local_colony.phe.addElement(ph);
, a" y8 X9 s+ {' S' V //让还剩下的信息素总量减少$ k/ p/ o4 }' y4 w0 v' U; W
Pheromone_count-=Phe;
2 P' F7 l0 [% w2 }$ X& q5 B }</P>) p& Y' _& N' M) ]7 |/ b) `+ H
<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) f& M& P' Z) q0 T+ G
//如果把剩余信息量看成数组count(n)的话,那么根据本模型,
0 d0 G, W! ~; C# b" T" S `7 D //count(n)满足下面的递推公式count(n)=(1-0.005)*count(n-1)
, y& q$ a7 i# R+ e0 z! o- e //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
# e, t7 L" l8 S6 Q7 E: r) [ //这个模型是否科学?有待研究9 b. s5 f& s" i" w& h# i3 {
Phe=(int)(0.005*Pheromone_count);</P>4 w( l1 X9 h1 g+ q$ p; q# J; K* e
<P> //如果剩余信息素已经太小了,则按照等差数列递减' j9 }4 \% Z5 M
if(Phe<=10)Phe=10;0 B* u4 q5 h9 {& X6 p: I$ C1 c
}
6 [# f" X0 V- pprivate boolean JudgeEnd(){! e7 a( x/ Q: \" M- i0 Y
//这个函数判断是否已经找到了目标点' V; ]$ b( n5 q5 F
//首先获得当前蚂蚁是正在找窝还是在找食物。% [: J% r7 k' @: V" X& e/ i* _* _
int kind=FoundTimes%2;2 v; C7 R1 v9 C" A+ y) y5 `
if(kind==0){ ]4 Q/ U1 t0 `. z* y8 ]
//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
$ o7 e' V t( L9 | int i;/ `1 e8 ^1 |5 q R) A, y( L) l+ q8 I
for(i=0;i<local_colony.EndPts;i++){
; N& v1 o& S3 }$ s if(Distance(nowPt,local_colony.EndPt)<=VR){! ?. I( y) R& _8 `, O0 ^: @
//如果找到了食物,就直接移动到食物点/ p( H! h: o3 m( e; A! r5 V, @* ^
lastPt=new Point(nowPt.x,nowPt.y);
# {( Z" z5 q- s' y1 P9 C7 L `% N nowPt.x=local_colony.EndPt.x;/ D4 N$ [9 ?$ ]3 a) | A/ W5 s
nowPt.y=local_colony.EndPt.y;</P>% S: U$ i/ y" g0 r
<P> //计算最后的总距离
! G! ~3 `" A0 [+ l' }" w- f Count_distance+=Distance(lastPt,nowPt);9 A3 R- h+ y4 S+ t
//比较大小,记录较小的距离
* x2 p4 N" d L' W4 h$ @ if(Count_distance<Min_distance||Min_distance<0){
# ^/ h0 ^( e. b9 s% Z Min_distance=Count_distance;
/ ^6 z0 a8 U% l: x, l) g }* P3 p0 B7 d7 r" j5 p
//清除总距离记录
- M: I) ]+ z0 B( U- r [ Count_distance=0;</P>. F+ B) H3 i) m8 F1 z% v1 z8 g
<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* m- ^$ Z2 i, t' x) u; r7 N& L
AimPt=new Point(OriginPt);
0 ? ^% X: z9 ?0 Z9 ?# F StartPt=new Point(nowPt);
, Z7 M. Q5 c2 l, e; q, D //并把当前点标为自己找到的食物点
. _# l. n0 ?1 F! a& U2 b: t FoodPt=new Point(nowPt.x,nowPt.y);</P>0 x% u" o | B
<P> //找到了食物就把找到次数+1
& |8 m' U5 {. l3 ?, J, P FoundTimes++;</P>
' x2 o! f+ |6 q P$ G; [& Y<P> //改变主方向为原来方向的镜面反方向' M4 Y; h( _. R# U4 ]/ W W4 w- q2 C
Main_direct=(Math.PI+Main_direct)%(2*Math.PI);</P>$ u' |, S2 Y# s1 W
<P> //重新把自己能撒的信息素置为最大值! C4 O2 j! N8 }1 }; d% U
Pheromone_count=Max_Pheromone;</P>. X! ^' W, H1 D/ B" h$ D
<P> //清空记录的所有点4 @ f7 G( m* G& u
HistoryPoint.removeAllElements();</P>
$ G2 a9 l/ @# [' _<P> //返回找到为真9 I8 c' u' e0 Q- s
return true;; b% n1 i/ |$ R: i+ P4 A
}
6 F5 T, @3 ]( D% @% V( b3 ~ }
# _! a# d+ u% j1 a: {# G. S //否则没找到
0 }: a* h7 K( [3 q, ` return false;
6 e u7 K+ k! d2 ~ }
/ K6 N2 A/ z1 V3 t# n if(kind==1){* n; w3 ?% X6 Q4 \
//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. E$ E! H \: q& P2 \) U* s$ t* m
if(Distance(nowPt,AimPt)<=VR){/ l: ~$ ]& X9 ?
lastPt=new Point(nowPt.x,nowPt.y);
$ i% M/ z1 s* | c1 g) ^, s' B2 s //如果找到了目标,就直接移动到目标点. R1 _4 G2 o7 l7 W
nowPt.x=AimPt.x;
" C2 D8 g! R ~8 |( w2 v nowPt.y=AimPt.y;</P>
& D8 _. i# c, Y4 A6 R<P> //计算最后的总距离
- ~7 q$ v& A0 N5 S Count_distance+=Distance(lastPt,nowPt);
% G3 J. {8 }1 y3 z5 ~- Z //比较大小,记录较小的距离# a+ k) t: d" q/ _. r: E
if(Count_distance<Min_distance||Min_distance<0){
( m. _( U& p v( ] Min_distance=Count_distance;1 _) w l4 W. l! R7 v* }7 i
}
& Y/ r4 L& | r3 V* J. ?) ]) _. H$ m( a7 d //清除总距离记录+ D8 a) g% n( Q4 F0 X) `
Count_distance=0;. ^# U4 ?: `5 W# Q6 E$ n2 {
//把目标点定为食物点,起始点定为窝' u3 C; R! _! e
AimPt=new Point(FoodPt);/ R( S; s! ~+ F5 s: b
StartPt=new Point(OriginPt);</P>3 \- e, G$ ~1 Q a' O. l
<P> //重新置信息素/ e" g# x0 O7 ~) h2 c
Pheromone_count=Max_Pheromone;</P>4 h1 `3 A* A: E+ K
<P> //清空历史纪录7 Y- C0 I9 z* b$ Y& d5 P
HistoryPoint.removeAllElements();</P>
' ^( t2 w+ J3 y6 O; H<P> //主方向反向
; S. s9 h- I# E9 b- G Main_direct=(Math.PI+Main_direct)%(2*Math.PI);</P>% u, U- l. [1 L3 G- n5 q! x+ N
<P> //找到次数+1; [3 G- O4 q4 D: I3 `4 k1 P
FoundTimes++;
3 E; | P7 X8 F! a4 }0 J9 W return true;$ \' U, \$ o1 u+ L; V
}' m: j6 ^2 ^8 w3 Q9 |/ S0 n
return false;# j5 o! u; C0 x7 p# X
}! [, X, `" k) `% F" n7 i: N
return false;
( k7 X5 P1 t6 j+ `# Y( H; {}# d" z3 r1 B" Y! ^2 J
private double SelectDirect(){
/ \4 K2 o: s* l. f1 j, j8 a //选择方向,最后选择的方向为主方向加一个随机扰动7 v3 O5 [$ G: i2 ?. \
double direct,e=0;
7 o! O; }6 g* y+ l4 E+ ?" W1 @ if(Main_direct<0){
' N1 h4 B4 f/ m' b# { //如果目前还没有主方向角,就随机的选择一个
; r6 M/ y+ |) x0 \, R" q& H J1 J e=2*Math.PI*Math.random();
4 |! H# Q7 U' \: c1 e) ] Main_direct=e;# m0 B8 ?! |+ N. ^1 x
}# W8 M# \; s0 h# f2 l
//选择主方向角
: X& `. h: o, H' d direct=Main_direct;</P>6 d5 b& o2 x( l Y1 ]4 u2 u
<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: x& q! `7 v1 U
//[-1,1]的随机数,并且在0点附近的概率大,两边小( p1 L+ o* f( j# }2 B9 Z7 d; @
double re=Math.random();
+ N& V4 w4 K' j; L# j$ c double re1=Math.random();) o! Z# u/ G: a! R
direct+=Math.PI*(re*re-re1*re1)/2;1 q+ x3 z7 i+ Z1 W5 ?
if(re<0.02){
; r. J4 V* w) G K //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。
( z% W9 `6 E& H# H% Z2 Q int size=(int)(re1*memory)+1;
9 P! e) z4 j0 J; @( s1 c if(HistoryPoint.size()>size){
& V) X( f3 ?$ L4 z0 W' { Point pt=(Point)(HistoryPoint.elementAt(HistoryPoint.size()-size));
& x8 c+ N3 Y2 U0 b% q; M if(pt.x!=nowPt.x||pt.y!=nowPt.y){) {2 A0 M8 f& ~, o
Main_direct=GetDirection(pt,nowPt);
3 w8 u+ V" L1 B+ b* L5 I, T }
2 ~! W K4 J: j }: |0 m8 ^; y% u! b: s) i
}% d6 ]# M/ C8 N2 x! [* r
return direct;</P>: `# D2 o& [; u2 u+ q7 E! }1 [( n, V
<P> }
- L4 Z9 S& ?; g' k private Point Evade_obs(int deltx,int delty){
3 A1 V" i* e- T5 R5 ~ //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" O- g$ f1 l* N5 L6 G
//要移动到的目标点是(nowPt+delt),当前点是nowPt,那么搜索nowPt到(nowPt+delt)9 [' q4 n; x3 I8 \9 {
//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:1 }* ~4 m9 R/ C6 X8 ]6 g, A
//x=p1x+(p2x-p1x)*t,y=p1y+(p2y-p1y)*t;
* x2 M8 T. q' v5 Y* W$ |; M9 E //其中t是参数,取值[0,1],步长为abs(max{p2x-p1x,p2y-p1y}),) `. d |6 s; u2 L* w
//p1,p2在这里分别是nowPt和nowPt+delt
" D' ~* {/ J I. t1 i K Point pt=new Point(0,0);7 D( @9 }0 U, C2 H6 J8 B
int x,y;% x d# ]/ l* i" ~. _
int delt=deltx; y; M. [# P% v9 d7 p/ |
if(Math.abs(delty)>Math.abs(deltx))delt=delty;
2 s5 O1 c* r6 K' b: S0 d4 P0 e" h if(delt==0)return nowPt;% z; {, e! H; K2 q ]0 k4 C3 G8 G- Z
for(double t=0;t<=1;t+=1/(double)(Math.abs(delt))){8 y# e0 O9 c/ U- W% f# e, _
x=(int)(deltx*t+nowPt.x);3 |, c+ n# ^4 m6 |2 f( Z% v
y=(int)(delty*t+nowPt.y);
, k' ~5 Y+ u# H x=(x+width)%width;% `7 H, k7 ~9 r; E% @, p
y=(y+height)%height;0 U; T" `2 ^3 g- u
if(local_colony.obs_grid[x][y]>=0){</P>
# k8 R6 q' b. G<P> //如果移动方向发现障碍物,那么就改变目标点和主方向
; K: @5 H) c+ D, ~" n1 N //新目标点为障碍物前方的点,主方向随机取值
: Z. K- K+ f4 B% G deltx=pt.x-nowPt.x;delty=pt.y-nowPt.y;
1 A' B5 H& S3 N4 x, ?6 | double disturb=4*Math.PI*(Math.random()-0.5);
) f5 ?, N9 n0 x. F/ ^& X Main_direct=(disturb+2*Math.PI)%(2*Math.PI);
& q9 t0 g& ?* W# Q break;: ]' Y9 n1 J5 G$ V2 ^
}; k: [9 a, s) O2 U, q
pt=new Point(x,y);
3 U0 d/ U, M5 t, R. @. p$ N9 @3 X) B }</P>0 J. p8 C' Q; S- v( H$ T* G' c) Z; f
<P> //计算得出实际能够到达的目标点8 H7 t' D: Y$ `9 r5 Z+ \* W
x=(nowPt.x+deltx+width)%width;; l2 n/ s; F4 k8 d! E
y=(nowPt.y+delty+height)%height;
5 N0 L% ]& }- W, I( A return new Point(x,y);
2 m# C9 K. d$ @' J5 D7 e0 u+ V }
5 M$ a( M% z" V- u# Q8 X- k9 Y2 q9 u private double GetDirection(Point pt1,Point pt2){
/ W# N ?* M* j. ^, E //这个函数为指定两个点pt1和pt2,给出pt1-->pt2的方向角
) E' G6 N9 U f9 M" E; ]7 B1 }1 B //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,! e4 Z) v) @; U+ r/ O
//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。
, u) `/ }' _" j0 w8 e% x& g# i double e;. `# ^4 b* \0 i# l0 M. Z4 Z$ `# O
int deltx1=pt2.x-pt1.x;
# b l( r$ U4 x7 o3 U y/ } int deltx2;1 U, [/ G; ?+ \' p% ?" a* a
if(pt2.x>pt1.x)deltx2=pt2.x-pt1.x-width;
9 ^5 a: l& G+ O" e4 l8 C$ A else deltx2=pt2.x+width-pt1.x;
5 f5 k/ C) O- S int delty1=pt2.y-pt1.y;" l F/ f/ N1 Y9 V8 W4 W0 W; n
int delty2;
8 U" N6 U7 B+ m5 _& ?3 Y& L if(pt2.y>pt1.y)delty2=pt2.y-pt1.y-height;6 H( P& M( B5 M, }! Z
else delty2=pt2.y+height-pt1.y;
6 f+ b* m3 q) C& p: _ A9 b1 P int deltx=deltx1,delty=delty1;% s4 W7 ~4 K$ E$ A' ~) r B8 H% D
if(deltx==0&&delty==0)return -1;! H1 y7 `5 J6 ^* k8 c5 F
if(Math.abs(deltx2)<Math.abs(deltx1)){
$ w# I5 {& o b( ~9 ~ deltx=deltx2;
; _8 h' m; s+ U9 ]6 v }3 f3 @ ~3 [( R( w! N$ m
if(Math.abs(delty2)<Math.abs(delty1)){
. c8 m' h: V% I, [- b delty=delty2;! W- l R" ^( I8 r( S( Y7 c
}" [/ j9 L! s- K
if(deltx!=0){+ J( i6 s4 h* g" s1 U& w2 L6 V! f
e=Math.atan((double)(delty)/(double)(deltx)); |! m2 ^# m; {+ a
if(deltx<0){7 O5 T& S7 d: S) V
if(e<0) e=e-Math.PI;- G' Q7 p+ \3 {& r( Z
else e=e+Math.PI;
& X6 \6 Z( b# f3 z! x2 y }2 ]2 o" a9 L9 ]# c' ^. u
}else{7 m2 u/ H$ b8 H2 x
if(delty>0)e=Math.PI/2;/ M0 r2 _: F: L- I8 O$ \8 N
else e=-Math.PI/2;
2 }7 g& n6 R6 ]! a7 y/ u }+ r z h7 m, g( `
e=(e+Math.PI*2)%(2*Math.PI);& P; N$ b3 {" u0 M
return e;
! e1 H Q$ \- I }5 n$ \, U1 x6 E8 L1 g# o7 g. y0 d) K
private double Distance(Point pt1,Point pt2){
{4 s' E2 b/ q) W7 b0 @6 d //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,! D, C8 G3 ~+ N3 a
//这里计算的是所有可能距离中最小的
* V$ ?- y) Y( }& i. w j int dx1=pt1.x-pt2.x;: P; F1 r! Y5 h0 D$ X% Q6 V
int dx2;% r" ]+ }% T7 `4 L) k$ [* ?. Y
int dx,dy;/ S# w( @8 E; c
if(pt1.x>pt2.x)dx2=pt1.x+width-pt2.x;0 X1 t( p: e0 I$ x$ T2 r( i5 \! E
else dx2=pt2.x+width-pt1.x;+ p9 ?$ T; Q9 l' w$ l
int dy1=pt1.y-pt2.y;
0 k/ E! t' \" x7 F t% Z8 G S int dy2;* |# y" z. T0 y/ M
if(pt1.y>pt2.y)dy2=pt1.y+height-pt2.y;* ~" T- ~8 p" I i& Z0 }
dy2=pt2.y+height-pt1.y;- V, B5 x* c0 U! l
if(Math.abs(dx1)<Math.abs(dx2))dx=dx1;
/ d- I5 C2 y$ c7 E. g7 p& t1 q) e else dx=dx2;
* E/ I: _/ {# \# C$ g7 p if(Math.abs(dy1)<Math.abs(dy2))dy=dy1;
' ?% ~6 b- E* ?0 A: e8 R" w, t& U else dy=dy2;; f5 P: m, t0 q* V, I3 \
return Math.sqrt(dx*dx+dy*dy);
, t# Z/ u4 u9 g* H3 l' b4 |/ ^ }
3 d( j0 R4 Y. s/ B public void clone(ant ant1){
+ h1 H4 E; Y1 p0 O, p/ k //把蚂蚁ant1的属性拷贝到本蚂蚁' j$ H8 @& k* @& \; J" \
nowPt=new Point(ant1.nowPt);8 `: f/ s I/ w n, I
OriginPt=new Point(ant1.OriginPt);. v* X. W" O6 w& I% p; @
FoodPt=new Point(ant1.FoodPt);) b: M0 }. O3 a7 J! x
StartPt=new Point(ant1.StartPt);$ \6 g) T+ z; l2 [3 u( ]
AimPt=new Point(ant1.AimPt);
6 ~9 P/ u0 Z: x/ r lastPt=new Point(ant1.lastPt);
# `: c9 A7 r# e- W- l J% K VR=ant1.VR;
9 U t: u0 Z+ h( S% ?0 ^5 v id=ant1.id;/ _4 `/ c$ i; B( }. d" C
color=ant1.color;
, [- t7 S f0 l8 z0 Y+ u8 @% N+ `: P back_color=ant1.back_color; p3 x2 c2 a4 }, _, s: p
height=ant1.height;
$ v+ `8 v" X# n) s( H N width=ant1.width;
$ L( l7 f5 L& m5 |4 E# S; n+ F; E! Q local_colony=ant1.local_colony;# \& s3 K: H' C g8 Y' X: }& x4 u
Phe=ant1.Phe;
$ u8 N! A9 D0 m4 A. T @( o mistake=ant1.mistake;
4 Z$ C) n, E9 a R9 \8 ]& D HistoryPoint=ant1.HistoryPoint;2 V8 G0 z/ W) t# y! ]: k2 C
Main_direct=ant1.Main_direct;
! e. M$ p. P1 C& q% u% d( @ FoundTimes=ant1.FoundTimes;1 I1 @( Q+ I* d# B$ X
Max_Pheromone=ant1.Max_Pheromone;
) t+ g, i( Q, `# S+ g( z8 H Pheromone_count=ant1.Pheromone_count;
( W4 b/ h! Y. e" J, c2 X9 I memory=ant1.memory;
: n# N& g& J! V/ ^ n4 r% Z Count_distance=ant1.Count_distance;
, j7 g7 y- D" q* `, [# ^ Min_distance=ant1.Min_distance;# E! {# C! R; F! s5 c! d, x8 A
}
# q; M+ J8 j8 b! J' H k6 a}</P> |
zan
|