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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>
o' _4 z+ p9 i/ o- f% G( U/ [/ {9 Y< >package ant;( T" w, ^0 w$ [2 h, V8 L& `4 \+ `! {
/*
% i5 j/ `5 F1 H& c4 `( \) { * @(#)Antcolony.java 1.0 03/05/22
9 z _; X1 L# Z. |& R2 F *
( B- `+ [( q2 q4 B# c3 q: b" d * You can modify the template of this file in the' s0 L5 G6 A; s8 b* T3 a
* directory ..\JCreator\Templates\Template_2\Project_Name.java D+ l$ i& D* ?8 g, S; B- D) h- B
* V% z& h0 F# p$ C( z
* You can also create your own project template by making a new
6 E7 m3 A4 K: W4 O * folder in the directory ..\JCreator\Template\. Use the other
3 w1 e' N5 e7 i2 S. ^9 c% m( c * templates as examples.6 N' v: b" R7 A
*
" s5 f0 X- w% T/ ` { */</P>( [8 k1 I) r, X- L$ @7 V" w0 @2 F' B
< >import java.awt.*;+ e# G7 m0 }& T7 q4 n, }
import java.applet.*;
( A. ^! F( y# L g% Gimport java.awt.event.*;
1 M* k$ u+ S" k+ C7 N" {$ W$ e- Fimport java.util.Vector;</P>
5 o7 C3 o0 N; W! c- K" q2 o< >class AntCanvas extends Canvas
. H( r: j* e6 R9 r" B9 I{; y! t7 e& }1 g4 G+ J# ~0 `- \9 S" v
//画布,一切画图操作均由该类完成1 i/ G7 I+ F* u) ]
//Image image;9 J. h! ]" `2 E7 o5 q/ e
Color obs_color;//障碍物颜色
/ i/ H3 W- p3 I* W Color origin_color;//我的颜色
7 K' N* T! ]5 X3 O) X, |& J Color back_color;//背景色
% r6 O* h2 ]' k: X% Q$ w Color end_color;//食物点的颜色
5 V! {0 B3 ]& L. \ //boolean first;
0 j e/ o0 i( |, E' l; s. {) g boolean reset;</P>4 B+ h& b& D7 ~, J' g; X& j" Y
< >/* public AntCanvas(Image img) {</P>; y, `- o* v' L" C0 u" R
< > super();- c8 w7 H2 e9 p% q( q1 P, a x
image = img;7 m. e+ f) c8 D5 q( ^0 M
obs_color = Color.white;3 }7 g1 v9 b, O
setBackground(Color.black);
0 K# J7 ]' k, z3 U7 T1 r setForeground(Color.white);
9 h: C5 b8 f9 Y" t' ~ first = true;8 w- U# p6 N M' d: x
reset = false;</P>
5 p9 Z* k6 N- i- G! N- R< > }*/</P>
3 o& }3 N: E" w< > public AntCanvas() {</P>0 v1 Z7 L4 \ l; d9 L$ } ?8 ]
< > super();' H/ t6 @ k* p$ C5 m+ w/ B
//image = null;- [( W* S: r1 I; d- w; I
back_color=Antcolony.BACK_COLOR;. F9 z: _, Q, h
setBackground(back_color);" M* z; w, e. y# ` O& D7 h4 `
setForeground(Color.white);
) X' u4 i/ m( @ obs_color = Antcolony.OBS_COLOR;
0 P3 {2 v" T. x0 _) H) C origin_color=Antcolony.ORIGIN_COLOR;+ }( m6 c9 }/ j9 y
end_color=Antcolony.End_COLOR;. m- d6 P+ A2 i( ]0 n" \& w; D
//first = true;% B0 }/ L/ j0 t# w, Y
reset = true;</P>
4 c* U0 f1 c9 r) m/ {< > }</P>
$ I9 f3 k( B* n2 U' d5 T< > public void Clear() {. N* G" ]) r, Q, {
//清空画布
' f) K# a/ E! a. ?3 t" N' F) V reset = true;
$ M! {& I! q, `0 p) a- o* p" ^! z4 a repaint();2 {9 l/ Q& F: H# y8 m
}</P>/ j; j1 ~0 Q6 h; ^
< >3 j) f+ x, N7 ^$ n
public void paint(Graphics g) {2 D3 ]0 i* K7 {% L/ E% u
int i;
& h. W, g" A! }; d //重画的时候仅仅画障碍物+ Z y+ k" K# O8 o# A- X% `
g.setColor(Color.black);" P% d/ m3 `2 f- Z
g.fillRect(0,0,size().width,size().height);) s. ~9 c& n" Q% h& H5 K
g.setColor(obs_color);
A4 ]0 ] X# z! p; C for(i=0;i<Antcolony.obsCount;i++){
! u9 P( B- p3 d g.fillRect(Antcolony.obsP.x,Antcolony.obsP.y,1,1); z6 \$ r) i8 K% q' t7 E/ f- f
}</P>
% d4 F5 L8 _5 F" ^& h< > }
" d/ k+ N: N$ I+ M public void process(){7 j, o/ F3 i6 ?) t% u4 P' X. s
//处理动画的过程8 ~9 T8 _% V# f8 r E
Graphics g=this.getGraphics();
- v7 x1 E4 d8 z, ? g.setColor(end_color); O5 c5 W1 ~% \' A/ X0 e
for(int j=0;j<Antcolony.EndPts;j++){2 M* F1 a4 Y8 H4 J
//画所有的食物点& Q; y! q9 S! n+ E. B: D+ T% A
g.fillRect(Antcolony.EndPt[j].x,Antcolony.EndPt[j].y,2,2);2 E1 [, I+ ~% v% B! Q2 A
}
- P+ o& w, N; p: q8 `8 O4 d for(int i=0;i<Antcolony.antCount;i++){9 W3 G" U; y1 ^" A' g
//每只蚂蚁开始决策,并画蚂蚁
" Y: x0 T& d3 ?% E( o k4 p Antcolony.ants.Process();
& g1 U! A7 q Z8 R6 x0 i Antcolony.ants.Draw(g);" ]& ~) H% o# D' V2 t
}2 |8 H# ] O0 k+ V2 T" q: X
for(int i=0;i<Antcolony.phe.size();i++){
: v5 P4 m o& n, x6 o Pheromone v=(Pheromone)(Antcolony.phe.elementAt(i));# z" h: k) _4 l+ j* p& c0 |( Y0 k
//Antcolony的drawPhe变量标志是否画信息素8 U7 E# V4 X4 Z# |! m+ r
switch(Antcolony.drawPhe){
6 O7 t. h4 }' z$ q! u4 }# k case (1):
- ]1 I' T# v1 M6 j/ M v.Draw(g);
6 a; C/ Z5 K- W5 y( J0 O. h; s break;+ g: @! K( l% o2 S6 X& T
case (2):6 B' G6 L% u4 K! R( O
if(v.kind==1)v.Draw(g);' M! ]* q S* o' X
break;7 g5 J( I/ ]' B3 s& ?; Z6 ~3 |
case (3):4 x% J1 W v6 a! M2 o! |/ i
if(v.kind==0)v.Draw(g);5 n0 I' p" b5 Z ~
break;* X" v3 j" T4 k5 U: J" |0 Q& V
}. n0 h: L4 A7 {% j3 ?
v.delimit(g);
* U' i$ B# ?* X5 B! y! Y7 @& q }/ a& f* a* v& P3 W8 D3 c% c
g.setColor(origin_color);( \8 |/ \' ^' E" j; [/ p) A3 J
for(int i=0;i<Antcolony.OriginPts;i++){" j6 |* p, J" }
//画所有的窝
# x) S* o: y& {5 l( I" M g.fillRect(Antcolony.OriginPt.x,Antcolony.OriginPt.y,2,2);# x5 ^$ u8 J% N* X& i) B) i
}</P>
" ^) k$ Y, j" r< > }( K5 F9 o8 }1 m) X
Graphics GetGra() {</P>! O" a% C* E3 v0 O2 I5 a+ m" ~
< > return this.getGraphics();" R& h, n, G9 F7 z
}
$ K3 h D9 d% C; r}9 x0 B, \, e; o
public class Antcolony extends Applet implements Runnable {6 [9 _0 H) e$ B9 a9 e
boolean isStandalone = false;//系统的参数,是否独立运行,不用管% u. ]- X$ D5 F g* ?- ^$ B; @" ~1 e; z
Thread runner;//创建一个线程,让动画平滑的运行( ?- n. S8 A5 d! e
boolean running;//是否让动画运行; |, F, G# |6 j( w B3 i
boolean reset=false;//是否按下了重置按钮; N- b0 k* @" D# O) s% m0 W
static Color OBS_COLOR=Color.red;//障碍物的颜色
/ d5 s" |/ s2 w1 d, v2 @# k static Color ORIGIN_COLOR=Color.yellow;//窝的颜色
2 [: w4 L2 B5 ~3 p. s9 K t static Color BACK_COLOR=Color.black;//背景色$ \! Q! U* N7 o' Z4 }
static Color ANT_COLOR=Color.white;//蚂蚁的颜色) U8 D# W; _& ^- @
static Color End_COLOR=Color.cyan;//食物点的颜色
1 ^$ l( F8 j* q/ i T+ R AntCanvas canvas=new AntCanvas();//画图用的画布
9 z( j. G, u" o# M; v 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 l, U( c- o$ [8 N' v; }
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( s! y! A5 v3 q
static int obsCount;//障碍物的数量,最大为width*height0 u1 |# e/ q! e( U# \/ i1 l
static Point EndPt[];//食物点数组,值为食物点坐标。
# {& y2 V7 q, C) V* e/ j static int EndPts=1;//食物点的个数,初始的时候为1,最大数为100
. x8 e# o- [% j! G 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- F! X+ ~4 @" _+ t/ _2 C8 V
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8 F" O+ i5 _3 Y6 _
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!! y1 x, p; G( a
static Point OriginPt[];//窝点信息- Z5 M, X) i% t4 J' d6 V. [9 N
static int OriginPts=1;//窝的个数,最大为100) n: Z1 O! e! Q8 m9 @
static int width=300,height=300;//环境的长和宽0 K' A6 Q- G; [0 @) h( B
static int antCount;//蚂蚁的数量
: @9 f3 ]% S, t3 F- p5 O* x static int Delimiter=5;//信息素消散的速率,为整数,越大则消散的越快
& `& M/ O/ H1 v- m static int FoodR=10;//食物和窝产生梯度的信息素的半径
; u7 a# f5 @1 Y5 }! S$ ? static ant ants[];//蚂蚁数组/ K" e) D4 Q9 X' u) ^ x% X
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4 l- l8 ?: A- \5 {& y% h1 M4 O
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>4 e8 X8 s6 [" Z$ l. M6 m5 H
< > //下面是一些控件信息
% J0 b: z) r. l& |0 m* y. _ Button btnStart=new Button("开始");% a. f9 l, O6 k3 ]0 s& v. ~# v
Button btnReset=new Button("重来");% t6 _) }4 d( O8 a
Button btnMap=new Button("编辑地图");
& i4 H4 Q j6 i. n5 P$ l& x Button btnConfig=new Button("设置");
g% s- }2 O, E3 n7 g Choice choPDraw=new Choice();2 m4 R5 }8 `: F6 ? q
public void init() {
: W% f+ v* D) d) z ?0 w& Q8 G //初始化函数,先画各种控件: s( ], h: y- @4 J# C: w
setLayout(new BorderLayout());& k7 \+ j$ M0 s+ I/ R
Panel pan=new Panel();
& K( \$ C. r4 ~! u add("South",pan);3 }1 i6 m& G# i1 q% N
this.add("Center",canvas);+ N( {( P& _0 |4 [
pan.add(btnStart);2 Y4 I' e) v/ O l8 B w
pan.add(btnReset);9 J( p1 q# `+ u& }+ b7 o; c
pan.add(btnConfig);
1 C0 a8 X% c( |/ Q; r& y0 t5 B pan.add(btnMap);% k& M, L# @0 L
pan.add(choPDraw);
2 z- D# w0 D0 S' d choPDraw.addItem("不画信息素");! M5 S5 T8 f, k3 T4 S
choPDraw.addItem("画所有信息素");# D ^8 Z3 O K" G: h6 A
choPDraw.addItem("画食物信息素");2 O1 E0 y4 N! C& B
choPDraw.addItem("画窝的信息素");
! g: q! g0 u: E" e' q choPDraw.select(2);</P>, k& d( B% b3 p; X' ]" a3 \
< > //初始化各个数组# u6 g6 c' T `% v
obs_grid=new int [width][height];3 g; X8 \2 j# z P4 ]
phe=new Vector();
: }6 Y1 f$ n: p. S0 M2 Z* ` Pheromone_grid=new int [2][width][height];
" _/ g: C* U2 x( Q for(int i=0;i<width;i++){- v! q$ D- f6 T z6 D a9 `) B
for(int j=0;j<height;j++){
7 L Q) ?' W8 h' w obs_grid[j]=-1;
& y5 ^' b' W; \% \3 i* ? for(int k=0;k<2;k++){/ J' x+ U' Z) C F/ b6 U
Pheromone_grid[k][j]=0;, _" C, [2 A1 ?# q3 j$ r# Z, E6 C
}
" q) X- o/ r$ w* n) v$ `, o) q9 p }+ R8 F5 L& ] { O. K; `
}</P>- J) U/ k! E4 }5 E( O; _8 r- m
< > antCount=50;//蚂蚁个数缺省为50( a6 A7 V$ Z4 e, t: Z# i
//初始化蚂蚁,这些属性都是蚂蚁的最原始的属性/ P/ {) X- O- I7 A
ants=new ant[antCount];
: v4 P; ` y! k1 K1 L for(int i=0;i<antCount;i++){. ~3 B% ^6 G7 c- ]; d
ants= new ant(new Point(0,0),3,i,this,ANT_COLOR,0.001,50);. \, n- u& F8 c
}</P>+ P9 m0 y* u4 e3 t
< > //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
# Y; B* u; U* k. u0 H8 ], E7 r int grid[][]=new int[width][height];</P>7 o' R7 @& K5 s. R
< > //下面从地图库中加在地图
% t. a' x: ?2 j Y' @% M! w w8 Z Maps maps=new Maps();, |& Y/ r7 x! {6 ^
maps.LoadMap(grid,0);
+ x6 P8 [3 u% k. n; m //初始化地图
& b9 s+ N$ Y! a; q$ z$ O reinit_map(grid);</P>& y9 Z9 B( `2 u* i; ?# c
< > //初始化所有的蚂蚁
5 N2 z$ f$ L, Q& K reinit();5 S0 u) s7 @5 o# v1 K+ w
}
[- C9 }6 F+ k; v) X" _& I4 U public void reinit_map(int grid[][]){
) Z$ x5 p" p! h$ M6 ~6 I //将数组grid[][]中存储的信息转换到当前的环境数据结构中/ Y. ~$ A1 B- a
//相当于把一个位图信息width*height像素转化成窝、食物、障碍物</P>1 n! v* K8 f0 U9 s' y! Q8 j7 ~
< > //先停止程序的运行/ C1 w) g# C1 C" A; `; r
running=false;, g6 e2 X3 n b& Y) [6 z8 M
btnStart.setLabel("开始");</P>
5 ]5 ^+ I9 z: s3 H ?< >5 p" R# @& X/ h# ^7 D
obsCount=0;
, \* H$ `% s: A9 l3 J" B EndPts=0;# O3 g: u; ?" r+ R4 ?8 t3 R
OriginPts=0;
" |* b! A/ @8 R( K! H obsP=new Point[width*height];
; }% r$ V1 Z' ]& ] OriginPt=new Point[100];- h5 z9 j% ~0 ^( O9 s# p' Z
EndPt=new Point[100];</P>
3 M5 s9 F( ]' V+ F) d' `< > //清空obs_grid和Pheromone两个数组中的值
- D6 J2 g$ Z, m for(int i=0;i<width;i++){- w6 S/ e2 k4 ~# k6 @
for(int j=0;j<height;j++){
/ r% s" c5 O9 u6 J+ U# Y obs_grid[j]=-1;# s4 e* J+ h. u2 Z1 b& I
for(int k=0;k<2;k++){2 C# U$ `0 B |( X
Pheromone_grid[k][j]=0;" F4 \: M# t B3 U
}
6 S- D) {) b. F }
) n: [6 u+ |1 ] F A }</P>
+ P# q. _0 g: {. M! T' [& `% J< > //从grid数组中读取信息
" g J- Q+ i; y3 M# ` for(int i=0;i<width;i++){3 e$ W7 N; f( y9 q5 L- {0 Z
for(int j=0;j<height;j++){
! e: i E& o( k# `: L$ I% S* j switch (grid[j]){
! \* Q$ G+ o8 t: S% w4 H" k! B case 1:" d' A( r% }! [% I' l a
//如果grid[][]存的是障碍物3 k0 |' U8 S8 U# v4 F$ S; t
obs_grid[j]=obsCount;, R& |9 e- L+ y% e# M0 @- R6 r
obsP[obsCount]=new Point(i,j);
# |9 x3 I A7 b8 c/ g+ \5 } obsCount++;7 m, s B6 C9 P! R1 b( q3 x* u1 l
break;% s$ m @* W2 c# B3 C; D8 {( Y2 }! U
case 2:
* L9 D8 X4 C1 l, f' Y" @; } //如果grid[][]存的窝点信息,多余的窝点信息省去了& R% y1 _ \# t! z
if(OriginPts<100){
% y2 J$ ^- d& U! t; `+ j1 ]& a OriginPt[OriginPts]=new Point(i,j);( B' v7 x. @9 v- F
OriginPts++;1 R* }3 Y$ H: o Q5 W' E
}
Z4 a- u& N2 V. [! [ break;; d0 I! t" r- Y0 t4 A0 }6 m8 m
case 3:
G: x& L$ ^2 @9 w& e //如果grid[][]存的食物点信息,多余的食物点信息省去了
. L/ f+ }6 _ ]# V* F" X if(EndPts<100){3 c$ } h/ I* l! G7 M
EndPt[EndPts]=new Point(i,j);
2 I6 w ~1 g8 L EndPts++;
. e- N; K, Y+ s, o }# a: G4 @9 S% N/ x0 M# s& b# c
break;8 l: ^% \4 n4 e
}$ S7 a0 e( ]+ R& z+ ?
}
. H4 _8 l; `7 i# l; ^3 m }
6 e( W h- N T. d% C3 v //如果没有指定窝,则随机的选择一点1 l+ h" \7 n4 Z$ G& `7 Q
if(OriginPts==0){: [- R3 c7 D0 R9 b
for(int i=0;i<width;i++){
* c7 q' v3 @$ C' a: h! w* o int j;
. R0 z H" ]! j% }1 _3 P/ [ for(j=0;j<height;j++){8 B$ {( F N Y/ z4 D4 T; u# E
if(obs_grid[j]<0){4 h1 z) {! F, h$ y
OriginPt[OriginPts]=new Point(i,j);
! l$ g! H: t- t3 o OriginPts++;
. K+ f: H. z; h) u" X) U3 S2 l. E9 t break;2 j) J" K7 j1 B' t7 S; O8 i
}
o- q* k% B2 U; _ }, p: B2 g3 e0 Y X0 k8 e
if(j<height-1){" X$ ?2 Q. K# E- R, D
break; w: O t$ }* I
}& [" F* \3 z2 U- D
}' j: f9 ]9 t% S
}
# Q5 z0 T# V1 P9 v- B& L1 T }; V+ V4 X) [; k4 D3 ~ I3 @
public void reinit(){' T: t- E B! p. n4 y$ P2 m
//重新初始化整个环境</P>. l+ O% Y( }+ E+ i3 t; K
< > //先停止程序的运行% r: y0 _! W( n
running=false;
3 f& z6 Z& u8 Y. z* B! F5 k, b btnStart.setLabel("开始");</P>
% s& D+ }0 X$ k9 c5 _5 o7 V+ Z< >' r; c: ~6 T- U0 H$ ?8 c, b
//清空所有信息素Pheromone数组中的值7 S! `+ K8 m" W! r3 {
for(int i=0;i<width;i++){2 c7 c( I: q+ j
for(int j=0;j<height;j++){7 u- h" J( y: w( J1 }" U H; ^
for(int k=0;k<2;k++){% h& P5 Q3 T7 m- D
Pheromone_grid[k][j]=0;- l B, K/ y0 H w. F C; B6 c) Z, [
} D6 K8 W8 F! {* R. x
}8 a7 L4 }! b* l8 L, [% e, R
}</P>
0 S- G, j: p9 {< > //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( g, X/ P2 q! e& }4 j( M
for(int i=0;i<antCount;i++){
* Q; [1 \ Y( c. s5 O: R int index=(int)(OriginPts*Math.random());
" G T) z& z. C6 a9 B ants.OriginPt=new Point(OriginPt[index]);
0 Z' S8 c) J! C# ^/ P$ s! L# Q ants.init();# N5 W& ~/ N0 s) H0 ^' e
}</P>
; A* N; i) ^" e, j< > //清空信息素向量
9 L+ t4 Z& c0 Y. |$ X phe.removeAllElements();</P>
6 a7 ^& o, i- U3 _< > //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
' x2 B4 K1 I6 Z8 y5 H: p for(int i=0;i<EndPts;i++){+ W0 @1 v1 I j
for(int x=-FoodR;x<=FoodR;x++){
! e) U8 | a( Y! r int y=(int)(Math.sqrt(FoodR*FoodR-x*x));. Q- E' F* Y6 D8 W; b
for(int yy=-y;yy<=y;yy++){% ~* W$ y. f- a) ?- M" T
Pheromone_grid[1][(EndPt.x+x+width)%width][(EndPt.y+yy+height)%height]=(int)(1000*(1-Math.sqrt(x*x+yy*yy)/FoodR));5 Y, @+ z* V$ o+ r! P
}
" T4 C+ V7 E2 M3 k( @ }
7 w( I5 v+ |- G# @ }
- j) { r! j }2 K H# i. j for(int i=0;i<OriginPts;i++){
% i1 _( Z! G5 A9 \, e for(int x=-FoodR;x<=FoodR;x++){
! j& C3 o. b N" a1 O w* \, B0 w int y=(int)(Math.sqrt(FoodR*FoodR-x*x));
x; l8 o! ]" g) k& s for(int yy=-y;yy<=y;yy++){
& @: u5 B9 f8 F5 s6 ] Pheromone_grid[0][(OriginPt.x+x+width)%width][(OriginPt.y+yy+height)%height]=(int)(1000*(1-Math.sqrt(x*x+yy*yy)/FoodR));
# M/ \8 L9 U# N& p- x }! E: }% f0 V& L8 T9 d
}
, V$ z7 L2 Y( j0 O$ n% E4 ? }</P>
+ f7 l, W, n8 I: l; g& t<P> //重画$ e) b' N+ F8 `' @+ E
canvas.repaint();</P>
/ X* n% i2 W4 P* \* B<P> //让程序开始运行 ]" o ]9 _) L, |- f9 K! {
//running=true;. }9 @" m# C7 N$ |: }
}
" C& q! U5 D9 G i public void paint(Graphics g) {
0 ]/ h" y; ?( v1 N" ]! B- u canvas.repaint();
( ^; O2 f* E8 p- U; y }</P>
- M$ T( T8 }9 C+ [) T& i" u% ]1 Q; m<P>4 S3 s. N; N, Q: r
public static void main(String[] args) {
2 \; ], P( V8 m1 \ Antcolony applet = new Antcolony();
( F4 Y3 i* _8 z7 j applet.isStandalone = true;! Z* X4 ~- U8 b& j L6 X2 I
Frame frame;
+ ?: L) x' r3 z' _ frame = new Frame() {) W2 g/ G; [- S) P" c3 Z: ~8 m
protected void processWindowEvent(WindowEvent e) {, {0 L) c }2 } Z# e, l! ]
super.processWindowEvent(e);
$ X H5 J: d4 f2 A0 j/ l9 O if (e.getID() == WindowEvent.WINDOW_CLOSING) {+ h5 V! ?: c" c9 V! e% U
System.exit(0);
; P! g7 ~# C. T3 `2 G( C }4 i& T2 V8 [9 i0 r/ X2 W1 g o
}" x( X2 H* n, y, Q- c
public synchronized void setTitle(String title) {6 }6 I7 s" B0 _* F
super.setTitle(title);& Y W9 d/ C6 t( }( X
enableEvents(AWTEvent.WINDOW_EVENT_MASK);
4 t5 y" H; O3 k1 }$ K. b3 I0 C } o2 i* g0 ^/ Y. x4 p, q7 x
};
" ?; F! {6 `* A9 M frame.setTitle("Applet Frame");
& k' S- X0 F B1 l3 N4 h! `. y- F frame.add(applet, BorderLayout.CENTER);3 ]& ] L" B& p
applet.init(); {- ?" ~* Q, a5 @
applet.start();: m, o( R/ @1 ]1 x5 d# Q
frame.setSize(300,320);: h" x: a, F- j+ W+ N' j
Dimension d = Toolkit.getDefaultToolkit().getScreenSize(); u+ @3 ?; O( s! @; U `
frame.setLocation((d.width - frame.getSize().width) / 2, (d.height - frame.getSize().height) / 2);6 e$ P7 q N: R' n
frame.setVisible(true);
$ p, \1 d4 c3 F, s: x }2 L+ u9 |5 w) V2 B l
public void start()% N. |. z/ [! E% t8 j& R( a
//下面三个函数是控制线程的# ]2 X: v8 @+ J. a! h! ^
{
1 W* r, y% |8 H5 n if (runner == null)
# \+ N& Y7 y% C# r5 P {+ o* s: e! }/ k7 i; N; {% {" u4 K
runner= new Thread(this);
+ n! W, o; F. U9 a9 K# h* }! N runner.start();' I# D2 T0 y: K2 |8 v. @
//running = true;" }9 x& q- T) _: `
}2 S" ]5 j% Y" _+ t: r& A0 K
}</P>
: o- Y3 }& |0 }- |: ]<P> public void stop()4 r8 W1 P5 a' ~" B- |+ z8 W
{
: H: n0 B% j2 s! V+ t% U$ n6 u if (runner!=null)" c7 d9 U% U A7 L
{
8 n, u# A& d3 v) W; x( }! ?8 Q runner.stop();$ [, E; V f4 S3 ~
runner=null;' y# F# H, T# v( D" i0 T( ~% y
running = false;
% ]$ R; @# f% Q; M5 {2 _5 p }
& X E- w% f; }4 p. ? }</P>
9 ~: a/ O: w0 N<P> public void run() {</P>9 h5 y% m2 z% P) u
<P> int i;
& ~. @9 S5 u5 L" w& q //线程一直运行下去2 m/ D* q# X0 o7 N7 L2 {
while (true) {, {2 K7 D$ X, Z6 b' E+ R
if(running){6 R0 m4 q; _+ k$ v' d1 D0 \
//如果开始动画,就进行canvas的处理
" z) }9 ]$ O9 h0 N- O2 C canvas.process();- L* u& \& K7 K9 g5 K# v& s
}7 |6 a$ W- ]- f
try { Thread.sleep(delay);}- ^! j( u5 g: X3 L$ t9 D8 L) H
catch (InterruptedException e) {
4 K$ b$ O" _- j$ m/ I }
! o; c0 B9 L7 A, e( V }</P>$ A. P6 C! q; ~- D, W
<P> }; e, }1 T: ?. A/ L8 U1 R. E U
public boolean action(Event evt, Object o) {
5 _, c& n5 b5 |2 p* G8 Y+ z" | if (evt.target == btnMap) {
$ w J3 X) V7 _1 I) U3 s //开始编辑地图面板
3 s2 L+ m5 `7 z9 _ running=false;
' N: ~5 l; x& L btnStart.setLabel("开始");
- {- a$ n. o0 l% W6 q: n1 K MapPad ctl = new MapPad(this);
, p( |& W6 B% r# _ ctl.setSize(308,380);
( ]8 o2 ?: a6 g/ Q3 E5 y ctl.show();: O0 G6 z2 [& f' w* m. }& B
return true;( I& q8 h P. V0 ?+ z t. p
}else if(evt.target == btnStart){
. M' }& s7 r5 O! j if(!running){3 e7 L W# P# }# n" h
//如果刚刚按下了重置按钮就重新初始化一下6 [/ P' t6 ~. ^& [
if(reset)reinit();- e# C9 G- [, L/ F) N+ V
btnStart.setLabel("停止");
' h2 S. [9 j6 J% u" z& \: E reset=false;* S% t o7 b- n- [% A
running=true;4 }9 ]' |% g' Z3 s" r! L
}else{
) k3 o! Z8 ]$ {6 W btnStart.setLabel("开始");
1 \# a8 u+ {9 j running=false;0 S% E& i& [. t; t6 K8 T
}+ {& w5 R' ]' J2 s; i( `9 F6 B
return true;
6 O4 C( n9 c1 x% P& V. {% u }else if(evt.target == btnReset){! Q/ ]" @. W) j% z
running=false;
/ D9 P' _- B# X8 M int j=0;
2 r. u- a* [# V2 q3 _/ t //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$ S _4 }) v. N" z4 D1 O( F3 U
reset=true;
^+ H# y( B$ F repaint();
( f6 x/ F! P2 c& f7 e b btnStart.setLabel("开始");/ v, n# j7 F8 [. V4 F
return true;/ r$ X% t' J( f! T3 t- P" s
}else if(evt.target == btnConfig){
# o) J0 G a% B running=false;: ]% J3 \9 x, P% Z1 g& o& y, r
btnStart.setLabel("开始");$ }( Z' ^. _/ O
Configer ctl = new Configer(this);, D) d7 Z4 M$ C( U/ e I
ctl.setSize(300,300);4 Q! i! v( N/ W( t
ctl.show();0 n( O& g, Y: l( }
return true;- P4 T' R7 Q# g
}else if(evt.target == choPDraw){
2 S: v- o+ f9 }: x/ o //选择画信息素的模式5 k$ J8 H& X! M% ^
drawPhe=choPDraw.getSelectedIndex();8 s' y9 i3 p) t
if(drawPhe!=1){canvas.repaint();}/ B6 ^# d3 }* L3 ?
return true;
/ t) ?4 C: l/ R- ~; @+ Q' Y. w }
& A# o- N7 z j( ~) W+ h& f, Q return false;</P>
3 g; f6 p+ Q7 B7 R) @* C4 i<P> }
# V: H+ ?1 J2 j! m4 p3 ~ /**Destroy the applet*/
& e' R3 l( A5 g public void destroy() {. G1 {! f$ x, F* M# n
//当结束程序的时候,把线程也结束* |- f U! Q, }. i$ W6 r& |# A/ D
if (runner!=null)
) H3 r& S# N0 [ {" f2 E5 b- `+ \7 N
running = false;" B- M9 f5 Q: q6 ~2 F4 b
runner.stop();/ k% w* J5 l# N; U) ]' J% N
runner=null;
/ T5 e+ f! a/ |5 w c, T5 ?) X% E }9 J! v1 j. W6 V# y0 Z
}</P>7 g: s% u0 `) f9 r4 n1 B% `* r' O' \
<P>}
# X0 N; [, ^ o& y+ z</P>4 p! v6 Z8 @& `2 v N
, T( q) f4 U: j8 @) H8 g% s9 ?8 [5 u8 _0 p' y: V8 F" W% v
" A/ O2 c$ f# l<P>package ant;8 |# p$ `# |/ L. x
import java.awt.*;
& H3 r9 [2 p N% }, h/ oimport java.applet.*;
7 E2 H9 }: I8 m2 Nimport java.util.Vector;</P>% b. k2 t) f' C1 o! K
<P>public class ant{
, Z8 }. T( B% S: [( J: J1 }* @$ O Point nowPt;//当前点坐标9 w% `1 `& K' }
int VR;//速度,每次蚂蚁能走动的最大长度
4 Z5 |8 t, M. ^4 _) R+ W+ j: z int id;//标识
2 c5 e5 p8 ~% V- r( i Point lastPt;//上一点坐标% P& o5 Q% ^/ u8 y8 X1 e
Color color;//蚂蚁的颜色
# \$ F5 h$ R% H( X S Color back_color;//背景的严肃5 a/ R9 @& L! ]- J4 I* u6 h
int height,width;//世界的尺寸8 B6 ^7 `. N5 f# c5 \. T
int Phe;//每次释放信息素的数值
/ [2 o6 d: O+ O2 t- G$ ]$ J+ s Antcolony local_colony;//主程序的指针
! s! O( l0 d5 r& ]8 O: ]: @ Vector HistoryPoint;//记录一次觅食过程历史上的所有点: k3 Y- H9 V. h# C) D
double Main_direct;//主方向
5 \5 H1 H) F! g Point FoodPt;//记录的食物点,是否找到时候判断用$ ^" A& B2 ?7 @" [" E6 n
Point OriginPt;//窝的坐标
_/ ~: S, W6 S4 {0 l* \* Y. { Point AimPt;//目标点,是窝或者食物
9 L. D4 { n) B1 s+ L9 O# N$ u Point StartPt;//起始点,是窝或者食物0 n( ~+ f" C4 Q- R$ _/ \& |# L
int FoundTimes;//找到食物或者窝的次数: L) [) n3 W( s2 ?% D
int Max_Pheromone;//最大能够释放的信息素
# a8 b5 A9 [9 F8 r C3 ^ int Pheromone_count;//当前还拥有的信息素的总量( H9 O: `, p0 \( p
boolean Judged=false;//判断寻找目标点的工作是否已经进行了
0 v& u7 i2 T# ]* N double mistake;//犯错误的概率
, x6 J# Z1 \( V' a; g int memory;//记忆走过点的数目# J t5 y# m2 F5 r
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。3 {1 y1 S4 d! n; _7 i- R. A1 i. Q
public double Min_distance;//当前这只蚂蚁再没次往返的时候的最小总距离
& Q+ X2 H' t; j4 P/ { public ant(Point nowpt,int vr,int idd,Antcolony colony,Color c,double mist,int mem){( |- I. Y9 l+ H, D
nowPt=new Point(nowpt.x,nowpt.y);3 l; V- y* l" ]$ s% D
OriginPt=new Point(nowpt.x,nowpt.y);% B- O3 R5 x4 W* s. j: Y: p
FoodPt=new Point(nowpt.x,nowpt.y);
4 |* o7 |9 h3 C6 b. U StartPt=new Point(nowpt);
4 k! C2 x! y/ h v- F. W- q1 t AimPt=new Point(nowpt);
6 e+ e% F. U2 P, {) U3 E lastPt=nowPt;! j! W% v/ p% h3 @
VR=vr;
$ J6 x' a% D8 h, w7 s$ V id=idd;, {0 X5 d' m6 o4 z
color=c;
! `4 O. | C3 E. |$ b: w$ A$ g back_color=Antcolony.BACK_COLOR;4 l1 @$ U. }' f" E- {" @* E9 J
height=Antcolony.height;! [, O; i( u4 q& g' ^6 J
width=Antcolony.width;
' f+ V1 |9 L9 S( h' @ N1 [: q/ t' R( x local_colony=colony;
+ C4 T- g1 N) y6 \! B2 Q Phe=200;
! p5 B6 f3 `$ m: q mistake=mist;
$ u7 L8 ?# W# v HistoryPoint=new Vector();% b% Q# K, d5 X/ E2 n
Main_direct=-1;# i. O- @+ w+ L# ?' Z
FoundTimes=0;
% _6 K0 r S4 x Max_Pheromone=local_colony.Max_Pheromone;& h, m. H, B& \- z) M
Pheromone_count=Max_Pheromone;
1 G. b' ?7 V% `/ g memory=mem; t J/ Z/ j8 G3 O2 z4 i1 Q
Count_distance=0;: G$ W8 X; Y) i2 I I" e
Min_distance=-1;
P% c% y, ^' {) W! b) Q }: u: K/ i @9 S+ X' W7 e
public void init(){4 X& f1 Z" |, Z. `$ R9 `1 i$ o
nowPt=new Point(OriginPt);; \( n4 S$ N1 Y' t$ _
lastPt=new Point(OriginPt);* n y7 e2 I# U: C- M* S& [
FoodPt=new Point(OriginPt);/ m/ i0 g$ x( [( e, Z
AimPt=new Point(OriginPt);
9 k; E, k. O/ u2 J6 P8 \8 s StartPt=new Point(OriginPt);3 T# F% D" `. ]
HistoryPoint.removeAllElements();
* I# p- N& t9 Z4 b& U- { Main_direct=-1;6 D e' x1 b5 b8 f7 ~7 D: Z
FoundTimes=0;: O" i. ]. ^* M" F/ b$ \# ^7 u
Pheromone_count=Max_Pheromone;, u/ \1 l# @* h7 A
Count_distance=0;. w$ r9 ^2 P1 ?% B8 o x2 \
Min_distance=-1;
: j* A9 f ~5 x: v5 F3 m }
8 p7 o. P# B( w( L% C1 \) W, L2 p# l public void Draw(Graphics g) {2 x% z5 d, t; J5 v
//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。
# t z6 L# x( k( i8 t( Z) U/ } g.setColor(back_color);! a0 A5 x% o& A/ y) Z- ~9 h
g.fillOval((int) lastPt.x,(int)lastPt.y,1,1);
$ i/ R- W; x, P) F* D g.setColor(color);
! u) M2 g2 Q e2 a" z0 w- Q* C g.fillOval((int) nowPt.x, (int) nowPt.y,1,1);
% n- Z- q- S1 [2 C }
2 m% O& T1 d- \; [ public void Process(){. ^" H8 C9 ?; Q
//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
7 T% G9 i, r' G6 _, d, I //(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)& X6 R- a, Q% N. l* K6 N9 T0 }8 F
//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
& i0 l0 u2 Y5 p- e* o; G //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1 W: |# D. t8 ^! K0 m
//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>
; P8 ^2 r8 P) w) U" h- S
4 D3 V' U0 Y! t7 v; [7 o. n<P> if(Judged==false){
( }4 o( y8 N4 [* W //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,
! E8 ~% _: V4 c //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
1 o' [' {- e' I: n: X& m if(JudgeEnd()){
: q! I% S5 u# ?( Q //判断,如果找到了目标点那么就退出该程序
3 x9 P R U; L" T; r Judged=true;5 V R- W3 B3 w- l
return;
' z f. i0 c1 z g) s! b+ F* ? }
: N8 h a! K, N& i }, L& [; y, r6 b7 o
Judged=false;
^ h, G! @! q( a* k% l" R //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 g! y2 C- {3 B, L2 N& d! O# V4 B k4 J% n
double direct=SelectDirect();</P>
' V2 B/ g9 j2 L6 }- {<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,delty2 o, \5 R3 ?% Z7 z+ ~4 d2 E9 `5 k
int deltx=0,delty=0;' M% ]$ R/ X5 T" T
//direct是方向角,根据方向计算位移2 x9 k+ B( v8 t8 }
deltx=(int)(VR*Math.cos(direct));, q5 ?- [1 }! S
delty=(int)(VR*Math.sin(direct));</P>, ^0 L8 B. |' R, O R/ ]; J
<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。& t- g) w# s7 t, u2 z
int kind=FoundTimes%2;</P># l) [- c* M5 f8 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,% G2 ?! D* g+ B( X, t
//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。
3 [2 G q: T$ |$ P' V3 K int here=local_colony.Pheromone_grid[1-kind][nowPt.x][nowPt.y];</P>. E _" F- A [) |
<P> //记录搜索的环境中找到的最大的信息素$ ^4 b0 P. l5 Z0 q+ z: u/ h K
int maxphe=here;</P>
1 d$ X: ~ [3 N<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7 A0 W) X C* z4 \( M, {
int deltx1,delty1;/ }7 ^. k( T2 H4 {1 Z1 `4 ~
deltx1=deltx;delty1=delty;</P>
" z; K$ L, B3 L2 {<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
! H- l. M. l: L for(int x=-VR;x<=VR;x++){
# ~7 r) a8 r" Z- L for(int y=-VR;y<=VR;y++){- N9 Y/ o; I( R- [* @
//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,
7 V: T7 {5 w/ M( Y5 V7 | //在这个程序中,坐标是循环的,也就是在一个球面上& n1 @( J8 {4 R0 \$ F
int xx=(nowPt.x+x+width)%width;
8 y( w! e. V. x) D3 R, ` int yy=(nowPt.y+y+height)%height;</P>8 Z8 \/ U' z% `5 e- B$ @) ]* J
<P> //循环的时候要除去当前点。* [+ ~$ V) K2 h0 U$ _: j
if(x!=0||y!=0){
' ?$ Q+ x1 T, `3 g" s //的到要搜寻的点的信息素6 e( e# G& c- c( x" k
int phe=local_colony.Pheromone_grid[1-kind][xx][yy];</P>
5 k- I: S0 T/ w+ h<P> //如果搜索点的信息素比已经找到过的信息素多2 I1 R7 W& V+ g5 y4 w! ?
if(maxphe<phe){</P>
0 Z2 F* f7 ~1 h: {, ?% i V6 \<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
3 @2 U; V/ i) M1 Q, J, c8 k //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
/ K T- i2 L. H+ }5 N, ?( s5 _ J double ra=Math.random();
7 K) b2 [% L( t; F, o: N if(here==0||ra>mistake){' d) d. x" x3 Q4 `# A( S$ N
boolean found=false;
2 B9 d$ Z/ z; K9 l, M @ //查一下内存最近走过的memory的点数,从而避免当地转圈) i D# R( u9 p9 {( u
int size=HistoryPoint.size();
2 e+ P8 [4 B ^6 j) L& g int minsize=memory;
0 [' B' [6 Z1 V if(size<memory)minsize=size;
6 T% D' [. D t4 i, x0 B! K% x for(int i=size-1;i>=size-minsize;i--){
9 B; l. W. q$ e Point pt=(Point)(HistoryPoint.elementAt(i));
6 Z% e% d- S7 R4 u/ \! U$ b if(pt.x==xx&&pt.y==yy){
% o& X0 g. ^. P& Q, ^ found=true;6 \* F$ z* f/ t v
break;
* s) q7 ~) |& q# x8 a( S9 b }5 `# O( a" H5 A
}! u4 H$ u9 y1 Y6 l2 C* Q( M7 W4 J
if(!found){/ ^8 G* P) @2 }
//如果没有原地转圈,那么记录信息素。
- x; q W- `9 G+ w; u maxphe=local_colony.Pheromone_grid[1-kind][xx][yy];
, l& J6 s0 P+ c# X3 _) ^0 k deltx=x;
* \4 S. ^+ B+ p2 a+ U delty=y;
! }0 T5 v- U! \' Q }8 X* r" w, l3 r0 `
}//end here==0||ra>0.001
/ m" U( K) Z X% y }//end maxphe<here1 k# w0 g& r7 v; W( Y. y) q
}//end if x!=0! @* ~4 Q/ L5 f0 Z* p3 t8 y e
}//end for y
X" ?4 K2 |$ v6 w }//end for x3 I) ]: R. o0 K# {/ }3 A
Point pt;</P>8 m! ]" e" c L% {' j# V
<P> //根据获得的信息的来的位移deltx,delty,来具体的进行移位 Y: F1 U) L2 y$ G) O% [
pt=Evade_obs(deltx,delty);</P>
4 w/ Q$ _* n$ i3 b7 O# Z# t: q<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!( x4 d8 D! n6 R3 i
if(pt.x==nowPt.x&&pt.y==nowPt.y){
& X* Q" ]7 d4 p5 a5 J) X) [$ D pt=Evade_obs(deltx1,delty1);
' K' ^ D8 V3 ~/ ~ }</P>$ |8 `0 p' f; R. Q3 p
<P> //播撒信息素
1 C A+ i, t. w/ o9 P Scatter();</P># }1 @9 J, U4 `; [( |
<P> //记录走过的距离! v$ j' o+ a8 c+ R3 e7 `5 v/ @
Count_distance+=Distance(lastPt,nowPt);</P>
) P! B, ^' y. t! N7 `7 E<P> //改变当前点位置
( Q2 A. g6 f" N# f, \ lastPt=new Point(nowPt.x,nowPt.y);</P>
' V. L6 J; U6 G( o' w<P> //根据memory的大小记录走过的点,并忘掉memory以前的点9 |0 R+ s0 O" U( r# r
HistoryPoint.insertElementAt(lastPt,HistoryPoint.size());
% p/ Q8 n* `& V- r+ u, v if(HistoryPoint.size()>memory){$ t: v; Y4 y' k6 f: l$ W! Y5 R( v
HistoryPoint.removeElementAt(0);* ]' s3 o7 D/ U& O
}
$ M' ~8 a# W+ |: Y nowPt=new Point(pt.x,pt.y);
s4 A! M# @: h5 `( n1 T }</P>
5 S8 d# z9 v2 [3 P<P>: V( U/ H- G5 B# ?% s: M$ x
private void Scatter(){
: b0 C6 D; }/ l4 G; L0 l6 U9 M //释放信息素函数,每只蚂蚁有一个信息素的最大含量max_Pheromone,# \4 R2 [! ~# 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。! K) o" [/ m5 m: n# B* T
if(Pheromone_count<=0)return;
) y0 F9 ?( A% Q" n //决定释放信息素的种类3 g! {& ^" Y2 `6 `; f) Z; ]7 \
int kind=FoundTimes%2;</P>! h# l8 X, h! ?+ H& ~
<P> //获得当前点环境已有信息素的值3 e8 g2 J3 p' E+ ^' l
int Phec=local_colony.Pheromone_grid[kind][lastPt.x][lastPt.y];+ l! f [0 E7 q- l1 F
boolean ofound=false;, @2 l8 N" I7 ^0 V
if(Phec!=0){
, R% j' w/ K4 ^- j: a+ Z5 G //如果当前点已经有信息素了
- v. r2 e; D: U9 s, a for(int i=0;i<local_colony.phe.size();i++){
' Z- b$ e( n& l+ m! v- ~ //在信息素向量中查找该点的信息
1 n9 c& a+ g- l Pheromone ph=(Pheromone)(local_colony.phe.elementAt(i));& H7 q- n; C) G3 U* v
if(lastPt.x==ph.x&&lastPt.y==ph.y&&ph.kind==kind){) U5 `& ^3 z3 W1 c! S J+ g
//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& @; D3 {0 L% y1 M! ? |
int size=HistoryPoint.size();</P>
2 _. ?3 s# t3 Z! t/ L<P> //如果在表中找到信息素,则用ofound记录。; K: z# w% U& Y7 K/ p6 M/ ?* r7 k4 C
ofound=true;
5 o o/ t* S$ {) p% T' n0 g4 I boolean found=false;$ V$ z. X( Y1 W
if(size>4){4 Z8 H7 \- H5 R2 {5 d
for(int j=size-4;j<size-1;j++){- u I0 H; w+ a
Point pt=(Point)(HistoryPoint.elementAt(j));
: A+ J' x* Q) T5 B, F, w8 u if(pt.x==lastPt.x&&pt.y==lastPt.y){
- }8 M6 t# b& | //如果当前点重复了以前走过的路,就不释放9 Z' k$ Y4 K& c2 C: i0 b
found=true;
( ~. T% ]4 k* B* b) a! v5 s. q break;
3 P; j+ n% \$ V) B8 Z9 R* C! i7 s }- U" G d8 w) k4 W$ w6 M0 `/ k
}
. T. w1 U7 m$ k9 A* o }
7 @1 D$ s }9 q+ v3 ^ if(!found){
" J* E9 j1 }( ^0 A1 s9 c% u //如果当前点不重复,则开始撒
. g. I% M; @" l0 T+ ~5 E( ?: J5 a. [! q ph.Add(Phe);1 o0 A1 J; `; G- Y6 g; M% l
local_colony.Pheromone_grid[kind][lastPt.x][lastPt.y]+=Phe;</P>
, f4 A& q+ M! O3 P) @6 n f& Z+ x<P> //让还剩下的信息素总量减少% E D8 ~' h \& @
Pheromone_count-=Phe;) t$ W/ c" m( H) O% h4 g; D0 o
}
: p+ D$ h8 ~5 j, |, ~' g break;; e8 l A& `1 \ _/ Q1 {1 b
}
3 F) K3 B( o9 p9 E. b, q }
' C# n3 [ e# l5 Y/ I+ T w/ V g }
- H, A; k1 S% o+ D, P if(Phec==0||!ofound){) i; R& z7 ]7 m, s. t* b+ K
//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6 \6 ~4 s! f6 o* A% z
Pheromone ph=new Pheromone(lastPt.x,lastPt.y,local_colony.phe.size(),local_colony.Delimiter,id,local_colony,Phec,kind);5 B; M* n8 Q# M
ph.Add(Phe);
# O! f8 x# u" j& D local_colony.Pheromone_grid[kind][lastPt.x][lastPt.y]+=Phe;; F( q1 k, P+ \9 C+ ^
local_colony.phe.addElement(ph);# u" K5 p' Y, [; \, |5 ]
//让还剩下的信息素总量减少& c+ U! }& D% K3 d9 V4 r r
Pheromone_count-=Phe;, B b* V" }$ \0 D$ k7 M
}</P>
) j5 H+ \' I5 V& V I( q+ @ t<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
/ ~/ z, S; i' y( I3 {' p( g* l, w //如果把剩余信息量看成数组count(n)的话,那么根据本模型,
; v% t. O. c! @; ^( i2 S1 q! C //count(n)满足下面的递推公式count(n)=(1-0.005)*count(n-1)# Y; s% Y* O9 ]2 w6 l/ k
//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" h3 G' h4 |3 ?# C( r0 y7 e
//这个模型是否科学?有待研究7 Y& w5 i# e/ c: t% J0 y4 Y: L
Phe=(int)(0.005*Pheromone_count);</P>
# {- U! S$ e6 n M6 y<P> //如果剩余信息素已经太小了,则按照等差数列递减
" `8 a' ]5 C- C9 t if(Phe<=10)Phe=10;
9 z& ?0 l5 X. |1 W! c2 e5 p& l; W }
, b1 G: M' v+ [. d8 y" eprivate boolean JudgeEnd(){6 o8 O: p, b! m, c, f5 _
//这个函数判断是否已经找到了目标点/ _- Z0 e. X! ~2 J, z0 S
//首先获得当前蚂蚁是正在找窝还是在找食物。
5 v" ~; Y/ e+ R& K1 ` D G5 ` int kind=FoundTimes%2;3 q3 q2 k$ B# J# B
if(kind==0){% H2 E* n" N8 v/ r- R9 F
//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& _7 q1 c4 c6 y2 b+ V
int i;! u* T6 K* z8 o% V$ ^* X/ ?; e
for(i=0;i<local_colony.EndPts;i++){
# D% e) P% S; K: x$ C% \ if(Distance(nowPt,local_colony.EndPt)<=VR){/ |( L! N; a' N4 B% ^
//如果找到了食物,就直接移动到食物点
/ W. T, y9 f+ D6 ~5 H) ~( R, ~ lastPt=new Point(nowPt.x,nowPt.y);
4 z" I8 r1 ?8 k8 y4 @& F nowPt.x=local_colony.EndPt.x;, b' S4 S3 F% X- d
nowPt.y=local_colony.EndPt.y;</P>
' Y3 s. N) j/ P# S% V+ G4 S# l) k<P> //计算最后的总距离
" W% C0 U8 y& k, D5 X5 Q. n Count_distance+=Distance(lastPt,nowPt);
- D5 V) ?) q. {: }/ x! Z, \5 j //比较大小,记录较小的距离
! `/ e- I1 r( T% M. z. q Z7 x if(Count_distance<Min_distance||Min_distance<0){
" G) L: W; `6 [9 O Min_distance=Count_distance;
' P( w' K* c/ R }
# |* u0 j% A- ?3 \0 m. g% Q3 d //清除总距离记录* c* A" J! r; A) b; K2 D
Count_distance=0;</P>* O- ^5 }3 n% w' r, V& V5 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; |4 [ q: R( c" b/ E* k
AimPt=new Point(OriginPt);
( l3 p0 F2 W+ P* {7 w" h StartPt=new Point(nowPt);
# h1 h2 L. F* Z' s# m# J9 M //并把当前点标为自己找到的食物点
+ \# L' a" s6 U u/ O FoodPt=new Point(nowPt.x,nowPt.y);</P>: [! w2 n7 ]0 ^! N- t2 f' u5 J0 s
<P> //找到了食物就把找到次数+1% ?8 _) v: @* l/ j
FoundTimes++;</P>
$ m/ ?9 `3 v& f: L<P> //改变主方向为原来方向的镜面反方向0 H* a8 T" V$ @9 |
Main_direct=(Math.PI+Main_direct)%(2*Math.PI);</P>
6 X' I' {6 {; s1 j7 b% ^2 w& ^<P> //重新把自己能撒的信息素置为最大值2 P& O0 A+ x0 u* a7 o- M
Pheromone_count=Max_Pheromone;</P>% ]6 w9 x0 v7 O: q/ ?. l9 @
<P> //清空记录的所有点! S4 P5 C7 c: s3 X5 M
HistoryPoint.removeAllElements();</P>5 z ]3 B+ T8 f" ~- l
<P> //返回找到为真
, ]# c6 x+ c7 O. O3 M* A return true;
, [/ \# F5 r# |8 O) I! b: q8 R/ M }4 S3 g0 H. h: B; \3 U9 [. z# k
}" b* s0 F& ~& @) m3 Q8 \
//否则没找到
$ t0 [- ]1 h3 D( t+ R return false;7 c- B; i9 ~! {( h- f% M$ U
}3 b6 O2 [. p+ Q9 [, \) X5 x- x
if(kind==1){
9 `% Z1 k0 Z2 g( d: T" p2 m5 I. 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1 m4 l, | |) o1 [1 |" Q
if(Distance(nowPt,AimPt)<=VR){
, V: M1 {( N% W5 ?5 t. o lastPt=new Point(nowPt.x,nowPt.y);
' O7 `, U7 i. n5 n4 i6 p) N //如果找到了目标,就直接移动到目标点
$ u7 B4 f+ L3 E. ?' p8 c nowPt.x=AimPt.x;
/ o, _: r' d- Q/ p# x/ ?' D nowPt.y=AimPt.y;</P>
! ], [0 j- j. ^: c# \8 ~<P> //计算最后的总距离
, ]3 L3 H7 Y8 Q6 M Count_distance+=Distance(lastPt,nowPt);0 G8 H9 m- s3 C6 g
//比较大小,记录较小的距离
: c1 ~: U! ` \( v& S7 g if(Count_distance<Min_distance||Min_distance<0){( t/ _1 T C2 K6 {# }
Min_distance=Count_distance;8 ^; R, H6 [( [, U% f$ ~( Z$ T
}; h$ S! v8 B& _1 a9 R* r
//清除总距离记录2 Q! G3 K2 x \& H- z. e m& Z
Count_distance=0;
; M; [2 ~. n) c$ E) t //把目标点定为食物点,起始点定为窝1 K. h) M5 K# n" `" }
AimPt=new Point(FoodPt);
6 U" I1 R! s1 N) X$ y StartPt=new Point(OriginPt);</P>
1 f; ]* A/ x/ W# r2 y<P> //重新置信息素
% G' }, V: l. Z Pheromone_count=Max_Pheromone;</P>3 e' _1 m0 A7 N. |0 U7 ?5 e- J
<P> //清空历史纪录/ y, L* x/ X e2 N, W$ Y( m. F3 s, }
HistoryPoint.removeAllElements();</P> c7 b& W! J& [+ H" Y0 o6 R! X2 e& o
<P> //主方向反向6 ?" n/ p# Z# H# r2 g, R
Main_direct=(Math.PI+Main_direct)%(2*Math.PI);</P>( {3 i" Q) z4 I" G' y
<P> //找到次数+18 K _( y- M. u% S5 F( v. M) t
FoundTimes++;
( f9 h! k2 i' ^ return true;/ l) C& a7 w% C) X
}
; |2 j3 S& T% I/ N9 t: b return false;" _5 R3 p! B6 C8 j
}
' Y& A9 s0 V: i+ d% @ return false;% q8 [# }) V" A0 k* f# x
}
. r' e5 @0 Z& e: Y& g' n/ V private double SelectDirect(){# {0 y2 \& ~& M; ?5 h
//选择方向,最后选择的方向为主方向加一个随机扰动 b* g4 D( Y7 I8 W# b
double direct,e=0;
1 U# g; u) t" E% p! ` if(Main_direct<0){
( w! y0 y$ k2 i, D" S$ u //如果目前还没有主方向角,就随机的选择一个
1 M- R' B& Y, \, U$ y7 a e=2*Math.PI*Math.random();
5 n+ q, H; Z2 n9 k Main_direct=e;
, B! U5 c v! w, V4 Q& p# n! V }
3 H& \' K- H+ K4 d% b //选择主方向角
) U7 G/ R3 O( A' j3 R- _; W. @ V9 L direct=Main_direct;</P>2 t% u N. }* _+ C. o' f" N' D5 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7 Y6 @' M3 E3 v3 [
//[-1,1]的随机数,并且在0点附近的概率大,两边小
& @+ q2 k! d5 R1 s double re=Math.random();
5 ]- J! x7 S' `7 S# F double re1=Math.random();& Y, r! h! J& _
direct+=Math.PI*(re*re-re1*re1)/2;# T8 f* E1 @) R' O
if(re<0.02){
8 L" o2 C. ^- m //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。
9 `) Y, V. B7 u e! q int size=(int)(re1*memory)+1;. ?! S" Q0 }* | t/ h# T- t6 S
if(HistoryPoint.size()>size){
5 o" ^! x7 N$ ]- H5 w# D' d Point pt=(Point)(HistoryPoint.elementAt(HistoryPoint.size()-size));
$ ]1 ?. b$ D9 N4 Q5 f, W; x' } if(pt.x!=nowPt.x||pt.y!=nowPt.y){6 c# Q- z( Q- q, C1 }: F0 R
Main_direct=GetDirection(pt,nowPt);
7 k" u7 q5 Y( u8 u6 u* t2 C0 o; } }" |) N1 k7 E8 A4 S" b7 V) ^* \
}( M. R: g k8 J6 f
}: t7 N7 c$ Y9 j
return direct;</P>
: y$ N+ B- P# {' n' L# x5 q" H; ~<P> }3 r0 e1 a& ~% W& Z1 q7 `
private Point Evade_obs(int deltx,int delty){) N) V0 K# P' c A
//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
- l; b; a5 M. w% z& q. V) t //要移动到的目标点是(nowPt+delt),当前点是nowPt,那么搜索nowPt到(nowPt+delt)
( I! G7 Z5 N! d4 L //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:0 P8 @* O% c8 j( b ? L" W
//x=p1x+(p2x-p1x)*t,y=p1y+(p2y-p1y)*t;1 g# A8 j4 L5 m/ B
//其中t是参数,取值[0,1],步长为abs(max{p2x-p1x,p2y-p1y}),2 p3 O5 K) D- M8 m: ?
//p1,p2在这里分别是nowPt和nowPt+delt
, N2 q8 W1 ]9 Y8 g Point pt=new Point(0,0); N" R4 Q- ]- B9 e( N) h$ k- n
int x,y;
" x- b# U' v( K% i9 ^ int delt=deltx;
2 V! T3 J. k2 l) O3 y( S6 O2 h5 _ if(Math.abs(delty)>Math.abs(deltx))delt=delty;) E9 f$ r$ U" @9 Y
if(delt==0)return nowPt;) X' a- o4 \6 G9 ?4 `
for(double t=0;t<=1;t+=1/(double)(Math.abs(delt))){
' f& k6 k7 k- C* B4 J, \ x=(int)(deltx*t+nowPt.x);
1 d6 L4 a1 S" e# e2 N. R9 K5 @ y=(int)(delty*t+nowPt.y);
: i' ?7 G, R& f/ x7 t# { x=(x+width)%width;9 T V" u* `% a8 v
y=(y+height)%height;
6 w5 }0 b$ g" x+ [ if(local_colony.obs_grid[x][y]>=0){</P>2 [8 r+ w! m4 W
<P> //如果移动方向发现障碍物,那么就改变目标点和主方向
" a6 T6 }6 e3 P* \' ^ //新目标点为障碍物前方的点,主方向随机取值
. C5 A9 n; }) l3 Z; M deltx=pt.x-nowPt.x;delty=pt.y-nowPt.y;7 `* E$ k! n9 m5 x! m
double disturb=4*Math.PI*(Math.random()-0.5);
6 _) C2 o, C# j Main_direct=(disturb+2*Math.PI)%(2*Math.PI);
/ ]5 N( ?/ l+ E. R& [. Z9 \( | break;
; e$ R$ g) F2 X/ ` u- d( w }' p& F; Q, u: ~
pt=new Point(x,y);
; I6 a8 o# Q/ `5 f8 F- v% T }</P>% t7 {% C& y3 s) N P: n
<P> //计算得出实际能够到达的目标点
y) h# H2 a% p x=(nowPt.x+deltx+width)%width;0 l1 {: ^7 m- A/ y8 s/ X
y=(nowPt.y+delty+height)%height;
& J+ J4 R1 x! o/ k return new Point(x,y);2 z3 C5 v) s# {/ E6 G
}& P L3 _; Z0 \* x. `
private double GetDirection(Point pt1,Point pt2){
' m1 e5 ~* c8 [! Z. U+ G //这个函数为指定两个点pt1和pt2,给出pt1-->pt2的方向角
$ U2 Q- u8 } K$ 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,! S; [; [5 |1 t p2 V! 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。
. D1 y( s! a, K( } double e;
! v/ [4 c" l: W% |, B( g6 ~7 {( G. H, ` int deltx1=pt2.x-pt1.x;$ d" u2 V8 N3 M, Y6 a( }. |3 ~5 k
int deltx2;
, z- e c7 H1 n7 e. c$ |6 D) s if(pt2.x>pt1.x)deltx2=pt2.x-pt1.x-width;
& Q! s1 v: N7 t& y9 P# k9 j' W else deltx2=pt2.x+width-pt1.x;
6 I0 ?4 J f2 W% i8 J; t7 \ B3 A! y int delty1=pt2.y-pt1.y;
* E/ h0 |# e c! [ int delty2;
/ k! C! q( Q6 ?5 \* K9 s if(pt2.y>pt1.y)delty2=pt2.y-pt1.y-height;
# M N0 T9 D# e m, \' r else delty2=pt2.y+height-pt1.y;% ~( W3 |( L# H, G: T4 \
int deltx=deltx1,delty=delty1;3 z9 Q! @ f7 @
if(deltx==0&&delty==0)return -1;4 ]+ y" I, G( _6 Z4 o
if(Math.abs(deltx2)<Math.abs(deltx1)){
$ [, m$ _4 n8 `% M# d% e, [" h deltx=deltx2;# U) _- z5 U8 H! G2 H
}8 M+ x/ I) d1 B+ C
if(Math.abs(delty2)<Math.abs(delty1)){7 ^1 h7 F; ]6 m9 B% Q) [9 F+ a4 {
delty=delty2;
4 I5 |# E, ]7 J0 V3 ~2 v }3 W& X5 x8 k( K5 f" ^+ ~0 u
if(deltx!=0){
* s3 ]; z& C4 p' T# m3 b# ^ e=Math.atan((double)(delty)/(double)(deltx));
" L3 t/ Q) m9 N0 ^5 ^ if(deltx<0){. p' H' T7 q Z, R$ `% @. W1 S
if(e<0) e=e-Math.PI;
( D7 n2 q, V* P+ h8 J else e=e+Math.PI;1 i4 V1 [) n' S2 j
}
# L- C% U7 |# m' H/ m( ]2 c/ C' \+ x }else{
7 L( j) g' G' U- r& u if(delty>0)e=Math.PI/2;: g# Z; g' y9 R- h
else e=-Math.PI/2;* S' ]# }! E, I# X6 A( Y# D1 \
}* z1 L' Z+ Q& J6 B$ g
e=(e+Math.PI*2)%(2*Math.PI);; E9 g7 C# e \
return e;
+ ]( p' Z! @3 e. j% Z }
# e( O, R0 ~ _1 T) o; q* I private double Distance(Point pt1,Point pt2){" ] H: \7 I& O( y" v4 [4 q( { d4 t
//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,
; j v+ A, w$ n9 l. c# k) I. B //这里计算的是所有可能距离中最小的, g4 j0 q: ^! `6 @1 D+ {5 e: k5 [
int dx1=pt1.x-pt2.x;
! m5 N; f0 S1 F* M int dx2;
$ d* k1 d* f) c- A4 t/ E) E int dx,dy;6 C; l* X; k& G. U2 y) V% l- u
if(pt1.x>pt2.x)dx2=pt1.x+width-pt2.x;
( Z* V5 s7 O h' k: i" Z else dx2=pt2.x+width-pt1.x;
+ f7 i, v! \" `; w. p& L int dy1=pt1.y-pt2.y;
1 a% H: F( Z2 q5 S# H; y int dy2;( A; ~1 a1 u4 W* O; V
if(pt1.y>pt2.y)dy2=pt1.y+height-pt2.y;) `2 `' Z: q$ L6 e
dy2=pt2.y+height-pt1.y;2 c7 ?3 `7 \4 K: X- p6 A+ `/ U
if(Math.abs(dx1)<Math.abs(dx2))dx=dx1;
1 d8 p/ J( \4 X, V else dx=dx2;
$ M7 l* y4 e4 U7 f* J& T if(Math.abs(dy1)<Math.abs(dy2))dy=dy1;5 e' \+ w$ z+ `: F8 V
else dy=dy2;
! e1 n# T9 ^8 B, Z" ^2 _ return Math.sqrt(dx*dx+dy*dy);
! e: a( Y! }8 Q, F- X& A+ ]/ T% t }$ p7 r7 J2 Q. v6 B/ L8 G, F: b
public void clone(ant ant1){7 K) O4 y' g0 W, y
//把蚂蚁ant1的属性拷贝到本蚂蚁
I- q4 ?, L0 E$ { nowPt=new Point(ant1.nowPt);4 ^9 r5 c. F2 ^) G- c5 Z- Z
OriginPt=new Point(ant1.OriginPt);1 d8 ^/ v" U2 p5 [: x! Z; o. k) J: q; ^. j
FoodPt=new Point(ant1.FoodPt);$ w# A3 U7 D, Z) i5 k+ \
StartPt=new Point(ant1.StartPt);9 Q0 [- }+ O- M/ I" |
AimPt=new Point(ant1.AimPt);
& y& \5 v6 a. o, U/ H lastPt=new Point(ant1.lastPt);
$ E& Q% Z6 \3 h3 Y x VR=ant1.VR;
! g) r$ r4 r ]& r( Y* Q$ b id=ant1.id;0 ]. w% F2 ^4 M/ S8 L; ~7 c
color=ant1.color;. O" _! ^- \4 q, I- y
back_color=ant1.back_color;& L0 c2 }5 S! f u6 V
height=ant1.height;1 Z. s4 f& ]; O+ m% Q& X9 i1 ]) K
width=ant1.width;" u' q# | D6 P9 J1 y- m% D
local_colony=ant1.local_colony;
' n( C, z' ?3 _4 w- M) l Phe=ant1.Phe;# w& L8 h, A9 D$ m. ^
mistake=ant1.mistake;8 n, l. L# t% [' W7 p" a- E) y0 a
HistoryPoint=ant1.HistoryPoint;& \, r. k& m4 c# P
Main_direct=ant1.Main_direct;
9 B7 C! ]. ~: ]8 n3 t" K FoundTimes=ant1.FoundTimes;
0 v) l) ~1 A/ [+ W! ]6 f Max_Pheromone=ant1.Max_Pheromone;& N1 b% O5 }7 g ~- ~% f8 ^& q
Pheromone_count=ant1.Pheromone_count;
|! m# `+ L, z% Q. X7 a, I memory=ant1.memory;
2 m4 C( z. v8 O3 }6 m# G" k0 T$ q Count_distance=ant1.Count_distance;
4 x) P* R& T* k4 [# v1 ] i Min_distance=ant1.Min_distance;' s) W# {. C3 u" W
}1 u) [7 R" S3 C5 E6 n0 D* V
}</P> |
zan
|