Генетический алгоритм. Часть 3 - Класс Population

Код AS3:

public class Population extends Sprite 
{
	private var generationLifetime:Number = 10;
}

Код AS3:

public var generation:int = 0;

Код AS3:

public var populationCount:int = 200;

Код AS3:

public var minDistance:Number = Number.MAX_VALUE;

Код AS3:

private var population:Vector.<Entity> = new Vector.<Entity>();

Код AS3:

public var lifetime:Number = 0;

Код AS3:

private var target:Point = new Point(400, 50);

Код AS3:

private var totalWeights:Number;

Код AS3:

private var rects:Vector.<Rectangle> = new Vector.<Rectangle>();

Код AS3:

public function Population()
{
	super();
	addEventListener(Event.ADDED_TO_STAGE, init);
}

Код AS3:

private function init(e:Event):void 
{
	removeEventListener(Event.ADDED_TO_STAGE, init);
 
	rects.push(new Rectangle(200, 300, 150, 20)); //добавляем 2 препятствия
	rects.push(new Rectangle(200, 100, 250, 20));
 
	for (var i:int = 0; i < populationCount; i ++)
	{
		population.push(new Entity()); //создаём populationCount новых особей
		population[i].x = Main.W / 2;
		population[i].y = Main.H - 100;
		population[i].mutate(); //разнообразим наше население
		addChild(population[i]); 
	}
 
	graphics.beginFill(0xFF2222); 
	graphics.drawCircle(target.x, target.y, 3); //рисуем целевую точку
	for (i = 0; i < rects.length; i ++)
		graphics.drawRect(rects[i].x, rects[i].y, rects[i].width, rects[i].height); //рисуем препятствия
	graphics.endFill();
}

Код AS3:

public function update(deltaS:Number):void
{
	if (deltaS > 0.1) //небольшой трюк для обработки ускорения и лагов, а также выход из неактивного состояния
	{
		var numEnters:int = deltaS / 0.1; //считаем кол-во частей по 100 мс в разнице между кадрами
		for (var i:int = 0; i < numEnters; i ++)
			update(0.1); //обновляем столько раз с частями по 100 мс
		update(deltaS - 0.1 * numEnters); //обновляем с остатком мс
		return; //выходим из функции
	}
 
	for (var i:int = 0; i < population.length; i ++) 
	{
		population[i].update(deltaS); //обновляем население
		for (var j:int = 0; j < rects.length; j ++) //удаляем тех, кто столкнулся с препятствиями
			if (rects[j].contains(population[i].x, population[i].y))
			{
						removeChild(population[i]);
						population.splice(i, 1);
						break;
			}
	}
	lifetime += deltaS; 
	if (lifetime > generationLifetime) //если жизнь поколения больше установленной нами
	{
		lifetime = 0; //сброс
		calcFitness(); //считаем для каждой особи соответствие (fitness)
 
		totalWeights = 0; //считаем сумму всех весов
		for each(var e:Entity in population)
		{
			totalWeights += e.fitness;
			removeChild(e);
		}
 
 
		var e1:Entity = pickOne(); //отбираем родителей нового поколения
		var e2:Entity = pickOne(); 
 
		population = new Vector.<Entity>();
		for (var i:int = 0; i < populationCount; i ++)
		{
			var child:Entity = e1.clone(); //создаём новую особь с днк особи 1
			child.crossbreed(e2); //скрещиваем её с особью 2
			child.mutate(); //вызываем случайные мутации
			addChild(child);
			child.x = stage.stageWidth / 2;
			child.y = stage.stageHeight - 100;
			population.push(child);
		}
		generation ++;
	}
}

Код AS3:

package com.zackmercury.test 
{
	import flash.display.Sprite;
	import flash.events.Event;
	import flash.geom.Point;
	import flash.geom.Rectangle;
 
	/**
	 * ...
	 * @author ZackMercury
	 */
	public class Population extends Sprite 
	{
		public var populationCount:int = 200;
 
		private var population:Vector.<Entity> = new Vector.<Entity>();
		public var generation:int = 0;
		private var generationLifetime:int = 10;
		public var lifetime:Number = 0;
		public var minDistance:Number = Number.MAX_VALUE;
 
		private var target:Point = new Point(400, 50);
 
		private var totalWeights:Number;
		private var rects:Vector.<Rectangle> = new Vector.<Rectangle>();
 
		public function Population()
		{
			super();
			addEventListener(Event.ADDED_TO_STAGE, init);
		}
 
		private function init(e:Event):void 
		{
			removeEventListener(Event.ADDED_TO_STAGE, init);
 
			rects.push(new Rectangle(200, 300, 150, 20));
			rects.push(new Rectangle(200, 100, 250, 20));
 
			for (var i:int = 0; i < populationCount; i ++)
			{
				population.push(new Entity());
				population[i].x = 640 / 2;
				population[i].y = 480 - 100;
				population[i].mutate();
				addChild(population[i]);
			}
 
			graphics.beginFill(0xFF2222);
			graphics.drawCircle(target.x, target.y, 3);
			for (i = 0; i < rects.length; i ++)
				graphics.drawRect(rects[i].x, rects[i].y, rects[i].width, rects[i].height);
			graphics.endFill();
		}
 
		private function calcFitness():void
		{
			for (var i:int = 0; i < population.length; i ++)
			{
				var pos:Point = new Point(population[i].x, population[i].y);
				if (Point.distance(pos, target) < minDistance) minDistance = Point.distance(pos, target);
				population[i].fitness = Math.pow(1 / Point.distance(pos, target), 8);
			}
		}
 
		private function pickOne():Entity
		{
			var i:int = 0;
			var r:Number = Math.random();
			while (r > 0)
				r -= population[i++].fitness / totalWeights;
			i--;
			return population[i];
		}
 
		public function update(deltaS:Number):void
		{
			if (deltaS > 0.1)
			{
				var numEnters:int = deltaS / 0.1;
				for (var i:int = 0; i < numEnters; i ++)
					update(0.1);
				update(deltaS - 0.1 * numEnters);
				return;
			}
 
			for (var i:int = 0; i < population.length; i ++)
			{
				population[i].update(deltaS);
				for (var j:int = 0; j < rects.length; j ++)
					if (rects[j].contains(population[i].x, population[i].y))
					{
								removeChild(population[i]);
								population.splice(i, 1);
								break;
					}
			}
			lifetime += deltaS;
			if (lifetime > generationLifetime)
			{
				lifetime = 0;
				calcFitness();
 
				totalWeights = 0;
				for each(var e:Entity in population)
				{
					totalWeights += e.fitness;
					removeChild(e);
				}
 
 
				var e1:Entity = pickOne();
				var e2:Entity = pickOne();
 
				population = new Vector.<Entity>();
				for (var i:int = 0; i < populationCount; i ++)
				{
					var child:Entity = e1.clone();
					child.crossbreed(e2);
					child.mutate();
					addChild(child);
					child.x = stage.stageWidth / 2;
					child.y = stage.stageHeight - 100;
					population.push(child);
				}
				generation ++;
			}
		}
	}
 
}

Код AS3:

package com.zackmercury.test
{
	import com.bit101.components.InputText;
	import com.bit101.components.Label;
	import com.bit101.components.PushButton;
	import com.bit101.components.Slider;
	import flash.display.Sprite;
	import flash.events.Event;
	import flash.events.MouseEvent;
	import flash.utils.getTimer;
	/**
	 * ...
	 * @author ZackMercury
	 */
	public class Main extends Sprite 
	{
		public static const W:int = 640, H:int = 480;
 
		private var lastTick:int = 0;
		private var population:Population;
		private var lbl:Label;
		private var speed:Number = 1;
 
		public function Main() 
		{
			if (stage) init();
			else addEventListener(Event.ADDED_TO_STAGE, init);
		}
 
		private function init(e:Event = null):void 
		{
			removeEventListener(Event.ADDED_TO_STAGE, init);
			// entry point
			addEventListener(Event.ENTER_FRAME, update);
			population = new Population();
			addChild(population);
 
			lbl = new Label(this, 0, 0, "");
			var edit1:InputText = new InputText(this, 10, 45, population.populationCount.toString(), function(e:Event)
			{
				population.populationCount = (int(edit1.text)>0)?int(edit1.text):3;
			});
			var speedSlider:Slider = new Slider(Slider.HORIZONTAL, this, 10, 65, function(e:Event):void
			{
				speed = speedSlider.value;
			});
 
			speedSlider.maximum = 50;
			speedSlider.minimum = 1;
			speedSlider.value = 1;
 
		}
 
		private function update(e:Event = null):void 
		{
			var currTick:int = getTimer();
			var deltaS:Number = (currTick - lastTick) / 1000;
			population.update(deltaS * speed);
			lastTick = currTick;
			lbl.text = "Min distance:" + population.minDistance.toString() + "\n" + "Generation:" + population.generation + "\n" + "Lifetime:" + Math.round(population.lifetime*100)/100;
		}
	}
}