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260
RouletteWheel.cpp
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260
RouletteWheel.cpp
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#include "BitEvolver/Random.h"
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#include "BitEvolver/RouletteWheel.h"
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#include "BitEvolver/Chromosome.h"
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#include <vector>
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#include <mutex>
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#include <algorithm>
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#include <memory>
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namespace BitEvolver
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{
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RouletteWheel::RouletteWheel()
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{
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this->Instantiate();
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this->Reset();
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}
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void RouletteWheel::Reset()
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{
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this->ClearChromosomes();
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}
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void RouletteWheel::ClearChromosomes()
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{
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std::unique_lock<std::recursive_mutex> lock(this->chromosomes_mutex);
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this->chromosomes.clear();
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this->ChromosomesChanged();
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}
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void RouletteWheel::SetChromosomes(std::vector<std::shared_ptr<Chromosome>> _chromosomes)
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{
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std::unique_lock<std::recursive_mutex> lock(this->chromosomes_mutex);
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this->ClearChromosomes();
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//
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this->chromosomes = _chromosomes;
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//
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this->ChromosomesChanged();
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}
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//
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void RouletteWheel::AddChromosome(std::shared_ptr<Chromosome> _chromosome)
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{
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std::unique_lock<std::recursive_mutex> lock(this->chromosomes_mutex);
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//
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this->chromosomes.push_back(_chromosome);
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this->ChromosomesChanged();
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}
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//
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void RouletteWheel::AddChromosomes(std::vector<std::shared_ptr<Chromosome>> _chromosomes)
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{
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//
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std::unique_lock<std::recursive_mutex> lock(this->chromosomes_mutex);
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for ( std::shared_ptr<Chromosome> _chromosome : _chromosomes ) {
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//
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this->chromosomes.push_back(_chromosome);
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}
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//
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this->ChromosomesChanged();
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}
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std::shared_ptr<Chromosome> RouletteWheel::Spin()
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{
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//
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std::unique_lock<std::recursive_mutex> lock(this->chromosomes_mutex);
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double
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range_min, range_max,
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spin
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;
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size_t i;
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//
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this->PopulateSlots();
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//
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if ( !this->wheel_slots.size() ) {
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return nullptr;
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}
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// Spin a random number in our range
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range_min = this->wheel_slots[0].first;
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range_max = this->wheel_slots[this->wheel_slots.size()-1].first;
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spin = this->random->GetDouble(range_min, range_max);
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// Find the corresponding chromosome
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for ( i=0; i<this->wheel_slots.size(); i++ ) {
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if ( this->wheel_slots[i].first <= spin ) {
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return this->wheel_slots[i].second;
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}
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}
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// By default, return the first one I guess
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return this->wheel_slots[0].second;
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}
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//
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void RouletteWheel::Instantiate()
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{
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//
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this->random = std::shared_ptr<Random>(
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new Random()
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);
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}
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//
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std::vector<std::pair<double, std::shared_ptr<Chromosome>>> RouletteWheel::GetNormalizedChromosomeFitness()
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{
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//
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std::unique_lock<std::recursive_mutex> lock(this->chromosomes_mutex);
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std::vector< std::pair< double, std::shared_ptr<Chromosome> > > pairs;
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std::pair< double, std::shared_ptr<Chromosome> > pair;
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double
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fitness, fitness_low, fitness_high
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;
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//
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if ( !this->chromosomes.size() ) {
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return pairs;
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}
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// Locate lowest and highest fitness
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fitness_low = fitness_high = this->chromosomes[0]->GetFitness();
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for ( std::shared_ptr<Chromosome> chromosome : this->chromosomes ) {
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//
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fitness = chromosome->GetFitness();
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if ( fitness > fitness_high ) {
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fitness_high = fitness;
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}
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if ( fitness < fitness_low ) {
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fitness_low = fitness;
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}
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}
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// Generate normalized pairs
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for ( std::shared_ptr<Chromosome> chromosome : this->chromosomes ) {
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//
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pair.first = chromosome->GetFitness() - fitness_low;
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pair.second = chromosome;
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//
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pairs.push_back(pair);
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}
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return pairs;
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}
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//
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void RouletteWheel::SortChromosomes()
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{
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std::unique_lock<std::recursive_mutex> lock(this->chromosomes_mutex);
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//
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if ( !this->chromosomes_need_sorting ) {
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return;
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}
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//
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std::sort(
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this->chromosomes.begin(),
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this->chromosomes.end(),
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[]( const std::shared_ptr<Chromosome>& left, const std::shared_ptr<Chromosome>& right ) -> bool
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{
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//
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if ( left->GetFitness() > right->GetFitness() ) {
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return true;
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}
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return false;
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}
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);
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//
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this->chromosomes_need_sorting = false;
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}
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void RouletteWheel::PopulateSlots()
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{
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std::unique_lock<std::recursive_mutex> lock(this->chromosomes_mutex);
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std::vector<std::pair<double, std::shared_ptr<Chromosome>>> chromosomes_normalized_fitness;
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|
std::pair<double,std::shared_ptr<Chromosome>> wheel_slot;
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double slot_begin_value;
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//
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|
if ( !this->slots_need_population ) {
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|
return;
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}
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this->SortChromosomes();
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this->wheel_slots.clear();
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slot_begin_value = 0;
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chromosomes_normalized_fitness = this->GetNormalizedChromosomeFitness();
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for ( std::pair<double, std::shared_ptr<Chromosome>> pair: chromosomes_normalized_fitness ) {
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|
wheel_slot.first = pair.first + slot_begin_value;
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|
wheel_slot.second = pair.second;
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//
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|
this->wheel_slots.push_back(wheel_slot);
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//
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|
slot_begin_value += pair.first;
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|
}
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//
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|
this->slots_need_population = false;
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|
}
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//
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void RouletteWheel::ChromosomesChanged()
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{
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//
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|
this->chromosomes_need_sorting = true;
|
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|
this->slots_need_population = true;
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|
}
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||||||
|
};
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||||||
|
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||||||
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68
RouletteWheel.h
Normal file
68
RouletteWheel.h
Normal file
@ -0,0 +1,68 @@
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#pragma once
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#include <vector>
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#include <mutex>
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|
#include <memory>
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|
namespace BitEvolver
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|
{
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|
class RouletteWheel
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|
{
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|
public:
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|
RouletteWheel();
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void Reset();
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void ClearChromosomes();
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void SetChromosomes(std::vector<std::shared_ptr<class Chromosome>> _chromosomes);
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void AddChromosome(std::shared_ptr<class Chromosome> _chromosome);
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|
void AddChromosomes(std::vector<std::shared_ptr<class Chromosome>> _chromosomes);
|
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//
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|
std::shared_ptr<Chromosome> Spin();
|
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//
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private:
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//
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|
std::shared_ptr<class Random> random;
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|
|
||||||
|
//
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|
std::vector<std::shared_ptr<class Chromosome>> chromosomes;
|
||||||
|
std::recursive_mutex chromosomes_mutex;
|
||||||
|
bool chromosomes_need_sorting;
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|
//
|
||||||
|
std::vector<std::pair<double,std::shared_ptr<class Chromosome>>> wheel_slots;
|
||||||
|
bool slots_need_population;
|
||||||
|
|
||||||
|
|
||||||
|
//
|
||||||
|
void Instantiate();
|
||||||
|
|
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|
//
|
||||||
|
std::vector<std::pair<double, std::shared_ptr<class Chromosome>>> GetNormalizedChromosomeFitness();
|
||||||
|
void SortChromosomes();
|
||||||
|
void PopulateSlots();
|
||||||
|
|
||||||
|
//
|
||||||
|
void ChromosomesChanged();
|
||||||
|
|
||||||
|
};
|
||||||
|
};
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