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87528c097e
6
main.cpp
6
main.cpp
@ -15,6 +15,12 @@
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||||
#define TEMP_MIN 10
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||||
#endif
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||||
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||||
/*
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||||
* Função main.
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||||
* Usada apenas para ler os items, a capacidade máxima e
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||||
* imprimir os dados da melhor solução encontrada.
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*/
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int main(int argc, char *argv[])
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||||
{
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char flags = 0;
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||||
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||||
6
sa.cpp
6
sa.cpp
@ -1,6 +1,10 @@
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||||
#include "sa.hpp"
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||||
#include <cmath>
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||||
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||||
/*
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||||
* Implementação do algoritmo de SA.
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||||
*/
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||||
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||||
auto sa::solution::simulated_annealing(int capacity, const std::vector<long long> &items,
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||||
const double alpha, double temp,
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||||
const double temp_min)->sa::solution
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||||
@ -16,7 +20,7 @@ auto sa::solution::simulated_annealing(int capacity, const std::vector<long long
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||||
neighbor.setneighbor();
|
||||
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||||
long long diff = neighbor.fitness - prev.fitness;
|
||||
if (diff < 0 || rng::random_double<0, 1>() / temp < 0.8) {
|
||||
if (diff < 0 || rng::random_double<0, 1>() / temp < 0.05) {
|
||||
swap(prev, neighbor);
|
||||
}
|
||||
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||||
|
||||
78
sa.hpp
78
sa.hpp
@ -22,6 +22,9 @@ class box {
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||||
content items;
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||||
long long fullness{};
|
||||
|
||||
/*
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||||
* Troca uma caixa com a outra.
|
||||
*/
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||||
friend void swap(box &one, box &two) {
|
||||
using std::swap;
|
||||
|
||||
@ -29,6 +32,9 @@ class box {
|
||||
swap(one.fullness, two.fullness);
|
||||
}
|
||||
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||||
/*
|
||||
* Remove o menor item da caixa.
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||||
*/
|
||||
void pop() {
|
||||
fullness -= items.top();
|
||||
items.pop();
|
||||
@ -38,14 +44,20 @@ class box {
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||||
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||||
box() = default;
|
||||
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||||
box(const content &items, long long fullness):
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||||
items(items), fullness(fullness) {}
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||||
/*
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||||
* Inicialia uma caixa a partir de um conjunto de items e da soma total
|
||||
* dos items.
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||||
*/
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||||
box(content items, long long fullness):
|
||||
items(std::move(items)), fullness(fullness) {}
|
||||
|
||||
/* Adiciona um item a caixa. */
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||||
void add_item(long long item) {
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||||
fullness += item;
|
||||
items.push(item);
|
||||
}
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||||
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||||
/* Limpa a caixa. */
|
||||
void clear() {
|
||||
while (!items.empty()) {
|
||||
items.pop();
|
||||
@ -53,15 +65,27 @@ class box {
|
||||
fullness = 0;
|
||||
}
|
||||
|
||||
/*
|
||||
* Verifica se é possível move o menor item da caixa atual para a
|
||||
* caixa "other" sem violar as restrições de capacidade.
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||||
*/
|
||||
auto swappable10(box &other, int capacity) -> bool {
|
||||
return items.top() + other.fullness <= capacity;
|
||||
}
|
||||
|
||||
/*
|
||||
* Move o menor item da caixa atual para a caixa "other".
|
||||
*/
|
||||
void swap10(box &other) {
|
||||
other.add_item(items.top());
|
||||
pop();
|
||||
}
|
||||
|
||||
/*
|
||||
* Verifica se é possivel realizar "swap11" com a caixa "other" sem
|
||||
* violar as restrições de capacidade, também verificando se ambos os menores
|
||||
* items são os mesmos.
|
||||
*/
|
||||
auto swappable11(box &other, int capacity) -> bool {
|
||||
long long choice1 = items.top();
|
||||
long long choice2 = other.items.top();
|
||||
@ -70,6 +94,10 @@ class box {
|
||||
choice2 + fullness - choice1 <= capacity;
|
||||
}
|
||||
|
||||
/*
|
||||
* Troca o menor item da caixa atual com o menor item da caixa
|
||||
* "other"
|
||||
*/
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||||
void swap11(box &other) {
|
||||
long long choice1 = items.top();
|
||||
long long choice2 = other.items.top();
|
||||
@ -80,6 +108,7 @@ class box {
|
||||
other.add_item(choice1);
|
||||
}
|
||||
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||||
/* Imprime todos os items da caixa junto com um identificador. */
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||||
void print(int ind) {
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||||
std::cout << "Caixa " << ind << ":";
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||||
content tmp;
|
||||
@ -90,6 +119,7 @@ class box {
|
||||
std::cout << '\n';
|
||||
}
|
||||
|
||||
/* Retorna um booleano indicando se a caixa está vazia. */
|
||||
[[nodiscard]] auto empty() const -> bool {
|
||||
return fullness == 0;
|
||||
}
|
||||
@ -102,6 +132,10 @@ class solution {
|
||||
int iterations;
|
||||
int iteration;
|
||||
|
||||
/*
|
||||
* Função para trocar duas soluções.
|
||||
* Overload da função std::swap.
|
||||
*/
|
||||
friend void swap(solution &one, solution &two) {
|
||||
using std::swap;
|
||||
|
||||
@ -112,6 +146,10 @@ class solution {
|
||||
swap(one.iteration, two.iteration);
|
||||
}
|
||||
|
||||
/*
|
||||
* Função para usar o swap10 ou swap11 aleatoriamente quando
|
||||
* possível.
|
||||
*/
|
||||
void random_swap(int choice, std::vector<int> &sequence10, std::vector<int> &sequence11) {
|
||||
typedef void (box::*swap)(box&);
|
||||
swap swaps[2] = {
|
||||
@ -139,28 +177,30 @@ class solution {
|
||||
public:
|
||||
solution() = default;
|
||||
|
||||
/* Inicializa uma solução a partir da outra. */
|
||||
solution(const solution &other, int itr): boxes(other.boxes), fitness(other.fitness),
|
||||
capacity(other.capacity), iteration(itr) {}
|
||||
|
||||
solution(const std::vector<long long> &items, int capacity): // Gera a solução inicial
|
||||
/* Gera a solução inicial a partir dos items disponíveis. */
|
||||
solution(const std::vector<long long> &items, int capacity):
|
||||
capacity(capacity), iteration(0) {
|
||||
std::multiset<long long> its;
|
||||
std::multiset<long long> its; // Items ordenados.
|
||||
for (auto i : items) {
|
||||
its.insert(i);
|
||||
}
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||||
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||||
long long cap = capacity;
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||||
box tmp;
|
||||
long long cap = capacity; // Capacidade restante da caixa atual.
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||||
box tmp; // Caixa atual.
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||||
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||||
while (!its.empty()) {
|
||||
auto itr = its.upper_bound(cap);
|
||||
if (itr == its.begin()) {
|
||||
if (itr == its.begin()) { // Caixa está cheia, cria-se outra.
|
||||
cap = capacity;
|
||||
cap -= *its.begin();
|
||||
itr = its.begin();
|
||||
this->boxes.emplace_back(tmp);
|
||||
tmp.clear();
|
||||
} else {
|
||||
} else { // Caixa consegue colocar outro elemento.
|
||||
itr--;
|
||||
cap -= *itr;
|
||||
}
|
||||
@ -174,10 +214,11 @@ class solution {
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||||
fitness = (int)this->boxes.size();
|
||||
}
|
||||
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||||
void setneighbor() { // Gera um vizinho da solução
|
||||
/* Muda a solução atual para um de seus vizinhos. */
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||||
void setneighbor() {
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||||
int choice = std::uniform_int_distribution<>(0, (int)boxes.size() - 1)(rng::rng);
|
||||
std::vector<int> sequence10;
|
||||
std::vector<int> sequence11;
|
||||
std::vector<int> sequence10; // Possíveis candidatos para swap10
|
||||
std::vector<int> sequence11; // Possíveis candidatos para swap11
|
||||
|
||||
sequence10.reserve(boxes.size());
|
||||
sequence11.reserve(boxes.size());
|
||||
@ -201,12 +242,22 @@ class solution {
|
||||
|
||||
random_swap(choice, sequence10, sequence11);
|
||||
if (boxes[choice].empty()) {
|
||||
/*
|
||||
* Caixa agora está vazia, é possível remove-la.
|
||||
*/
|
||||
swap(boxes[choice], boxes[boxes.size() - 1]);
|
||||
boxes.pop_back();
|
||||
fitness = (int)boxes.size();
|
||||
}
|
||||
}
|
||||
|
||||
/*
|
||||
* Imprime todas as informações da solução:
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||||
* - Número de caixas
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||||
* - Items em cada caixa
|
||||
* - Iteração onde foi encontrada a solução
|
||||
* - Iterações totais ate o fim do algoritmo
|
||||
*/
|
||||
void print_sol(char flags = 0) {
|
||||
if(!(flags & SIMULATED_ANNEALING_DISABLE_SHOWITRNUM)){
|
||||
std::cout << "Iteração da solução: " << iteration << '\n';
|
||||
@ -221,10 +272,15 @@ class solution {
|
||||
}
|
||||
}
|
||||
|
||||
/* Pôe o número de iterações totais para a solução. */
|
||||
void setiterations(int itr) {
|
||||
iterations = itr;
|
||||
}
|
||||
|
||||
/*
|
||||
* Declaração do algoritmo, sua implementação está no arquivo
|
||||
* sa.cpp.
|
||||
*/
|
||||
static auto simulated_annealing(int capacity, const std::vector<long long> &items,
|
||||
double alpha, double temp,
|
||||
double temp_min) -> solution;
|
||||
|
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