蚁群算法实验报告.docx
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蚁群算法实验报告
蚁群算法
1．实验目的
各个蚂蚁在没有事先告诉他们食物在什么地方的前提下开始寻找食物。
当一只找到食物以后，它会向环境释放一种信息素，吸引其他的蚂蚁过来，这样越来越多的蚂蚁会找到食物。
有些蚂蚁并没有象其它蚂蚁一样总重复同样的路，他们会另辟蹊径，如果令开辟的道路比原来的其他道路更短，那么，渐渐，更多的蚂蚁被吸引到这条较短的路上来。
最后，经过一段时间运行，可能会出现一条最短的路径被大多数蚂蚁重复着。
2．编程环境
MicrosoftVisualStudio2008（C#）
3．实验要求
程序开始运行，蚂蚁们开始从窝里出动了，寻找食物；他们会顺着屏幕爬满整个画面，直到找到食物再返回窝。
4．源代码
Form1窗体代码：
usingSystem;
usingSystem.Collections.Generic;
usingSystem.Drawing;
usingSystem.Drawing.Drawing2D;
usingSystem.Threading;
usingSystem.Windows.Forms;
namespaceANTS
{
publicpartialclassForm1:
Form
{
inttemp1=0,temp2=0;
publicForm1（）
{
InitializeComponent（）;
}
privatevoidForm1_Paint（objectsender,PaintEventArgse）
{
Bitmapbmp=newBitmap（PlayGround.MaxX+10,PlayGround.MaxY+10）;//新?
建¡§画-布?
Graphicsg=Graphics.FromImage（bmp）;//获?
取¨?
这a块¨¦内¨²存ä?
画-布?
的Ì?
Graphics引°y用®?
Penpb=newPen（_borderColor,2）;//画-边À?
框¨°
Penph=newPen（_homeColor,3）;//画-窝?
Penpf=newPen（_foodColor,3）;//画-食º3物?
g.DrawEllipse（pf,PlayGround.FoodLocation.X,PlayGround.FoodLocation.Y,10,10）;
g.DrawEllipse（ph,PlayGround.HomeLocation.X,PlayGround.HomeLocation.Y,10,10）;
g.DrawRectangle（pb,1,1,PlayGround.MaxX+2,PlayGround.MaxY+2）;
if（StoneInitialFlag）
{
StoneInitialFlag=false;
PlayGround.InitialStone（）;
}
DrawStone（bmp）;//画-障?
碍ã-物?
this.CreateGraphics（）.DrawImage（bmp,0,0）;//显?
示º?
新?
建¡§的Ì?
画-布?
bmp.Dispose（）;//释º¨ª放¤?
内¨²存ä?
}
privatevoidtabPage2_Click（objectsender,EventArgse）
{
groundSetground=newgroundSet（）;
ground.Show（）;
}
privatevoidtabPage1_Click（objectsender,EventArgse）
{
antsSetant=newantsSet（）;
ant.Show（）;
}
privatevoidjieshaoToolStripMenuItem_Click（objectsender,EventArgse）
{
Introduceintroduce=newIntroduce（）;
introduce.Show（）;
}
privatevoidaboutToolStripMenuItem_Click（objectsender,EventArgse）
{
Formabout=newForm（）;
about.Show（）;
}
privatevoidForm1_Load（objectsender,EventArgse）
{
this.timer3.Enabled=true;
this.Opacity=0;
radioButton1.Checked=true;
System.Media.SoundPlayerplayer=newSystem.Media.SoundPlayer（）;
player.SoundLocation="Rihanna-WhereHaveYouBeen.mp3";
player.LoadAsync（）;
Thread.Sleep（5000）;
player.Stop（）;
}
publicvoidtimer1_Tick（objectsender,EventArgse）
{
{
try
{
Graphicsg=CreateGraphics（）;
Penpc=newPen（this.BackColor,1）;//清?
除y蚂¨¬蚁°?
Penpa=newPen（_antColor,1）;//画-蚂¨¬蚁°?
Penpaf=newPen（_antfColor,1）;//画-带ä?
着Á?
食º3物?
的Ì?
蚂¨¬蚁°?
g.SmoothingMode=SmoothingMode.HighQuality;
ColorC=Color.Green;
PenP=newPen（Brushes.White,0）;
P.StartCap=LineCap.Round;
P.EndCap=LineCap.Round;
for（inti=0;i{
{
g.FillEllipse（newSolidBrush（this.BackColor）,AntS[i].Bounds）;
g.DrawArc（P,AntS[i].GetX（）,AntS[i].GetY（）,Antc.AntSize,Antc.AntSize,-100,-70）;
}
AntS[i].AntOneStep（）;
{
g.FillEllipse（newSolidBrush（C）,AntS[i].Bounds）;
g.DrawArc（P,AntS[i].GetX（）,AntS[i].GetY（）,Antc.AntSize,Antc.AntSize,-100,-70）;
}
}
Penph=newPen（_homeColor,3）;//画-窝?
Penpf=newPen（_foodColor,3）;//画-食º3物?
g.DrawEllipse（pf,PlayGround.FoodLocation.X,PlayGround.FoodLocation.Y,10,10）;
g.DrawEllipse（ph,PlayGround.HomeLocation.X,PlayGround.HomeLocation.Y,10,10）;
temp1+=3;
if（temp1>=100）
{
temp2=temp2+temp1/100;
temp1=temp1%60;
}
label3.Text=temp2.ToString（）+"秒?
"+temp1.ToString（）;
}
catch（Exceptionee）
{
//label2.Text=ee.Message;
}
}
}
ThreadTimer2Trd;
publicvoidtimer2_Tick（objectsender,EventArgse）
{
Timer2Trd=newThread（newThreadStart（this.DoTimer2））;
Timer2Trd.Start（）;
}
privatevoidDoTimer2（）
{
try
{
//显?
示º?
信?
息¡é
ShowMessageCounter++;
if（ShowMessageCounter>=2）
{
ShowMessageCounter=0;
if（!
string.IsNullOrEmpty（PlayGround.ShowMessage））
{
PlayGround.ShowMessage="";
}
elseif（!
string.IsNullOrEmpty（PlayGround.ShowMessage2））
{
label2.Text=PlayGround.ShowMessage2;
}
}
Bitmapbmp=newBitmap（PlayGround.MaxX+10,PlayGround.MaxY+10）;
DealSmellCounter++;
if（DealSmellCounter>=5）
{
DealSmellCounter=0;
if（checkBox1.Checked||checkBox2.Checked）
{
ClearSmell（bmp）;
}
elseif（ClearSmellCounter<2）
{
ClearSmellCounter++;
ClearSmell（bmp）;
}
PlayGround.DealGround（）;
DrawSmell（bmp）;
DrawSmellCounter=-1;
}
if（checkBox1.Checked||checkBox2.Checked）
{
DrawSmellCounter++;
if（DrawSmellCounter>=1）
{
DrawSmellCounter=0;
DrawSmell（bmp）;
}
}
this.CreateGraphics（）.DrawImage（bmp,0,0）;
bmp.Dispose（）;
}
catch（Exceptionee）
{
//label2.Text=ee.Message.ToString（）;
}
}
privatevoidDrawSmell（Graphicsg）
{
inthsm,fsm;
for（intxxx=3;xxxfor（intyyy=3;yyy{
hsm=PlayGround.HomeSmell[xxx,yyy];
fsm=PlayGround.FoodSmell[xxx,yyy];
if（hsm<=0&&fsm<=0）continue;
if（checkBox1.Checked&&hsm>0）
{
intco=hsm>200?
0:
200-hsm;
g.DrawRectangle（newPen（Color.FromArgb（co,255,co））,xxx,yyy,1,1）;
}
if（checkBox2.Checked&&fsm>0）
{
intco=fsm>200?
0:
200-fsm;
g.DrawRectangle（newPen（Color.FromArgb（co,co,255））,xxx,yyy,1,1）;
}
}
}
privatevoidDrawSmell（Bitmapbmp）
{
inthsm,fsm;
for（intxxx=3;xxxfor（intyyy=3;yyy{
hsm=PlayGround.HomeSmell[xxx,yyy];
fsm=PlayGround.FoodSmell[xxx,yyy];
if（hsm<=0&&fsm<=0）continue;
if（checkBox1.Checked&&hsm>0）
{
intco=hsm>200?
0:
200-hsm;
bmp.SetPixel（xxx,yyy,Color.FromArgb（co,255,co））;
}
if（checkBox2.Checked&&fsm>0）
{
intco=fsm>200?
0:
200-fsm;
bmp.SetPixel（xxx,yyy,Color.FromArgb（co,co,255））;
}
}
}
publicvoidDrawStone（Graphicsg）
{
Penps=newPen（_stoneColor,1）;//画-障?
碍ã-物?
for（intxxx=3;xxxfor（intyyy=3;yyy{
if（PlayGround.IsStone（xxx,yyy））g.DrawRectangle（ps,xxx,yyy,1,1）;
}
}
publicvoidDrawStone（Bitmapbmp）
{
for（intxxx=3;xxxfor（intyyy=3;yyy{
if（PlayGround.IsStone（xxx,yyy））bmp.SetPixel（xxx,yyy,_stoneColor）;
}
}
privatevoidClearSmell（Graphicsg）
{
Penpcsm=newPen（this.BackColor,1）;
for（intxxx=3;xxxfor（intyyy=3;yyy{
if（PlayGround.HomeSmell[xxx,yyy]<=0&&PlayGround.FoodSmell[xxx,yyy]<=0）continue;
g.DrawRectangle（pcsm,xxx,yyy,1,1）;
}
}
privatevoidClearSmell（Bitmapbmp）
{
for（intxxx=3;xxxfor（intyyy=3;yyy{
if（PlayGround.HomeSmell[xxx,yyy]<=0&&PlayGround.FoodSmell[xxx,yyy]<=0）continue;
bmp.SetPixel（xxx,yyy,this.BackColor）;
}
}
privatevoidstart_Click（objectsender,EventArgse）
{
if（!
timer1.Enabled）
{
timer1.Enabled=true;
timer2.Enabled=true;
DoRestart（）;
}
}
publicstaticvoidInitialAnt（）
{
AntS=newAntc[MaxAnt];
Randomran=newRandom（）;
List_ranList=newList（）;
intrannum;
for（inti=0;i{
do
{
rannum=ran.Next（10000）;
}
while（_ranList.Contains（rannum））;
_ranList.Add（rannum）;
AntS[i]=newAntc（rannum）;
}
}
privatevoidrestart_Click（objectsender,EventArgse）
{
DoRestart（）;
}
publicvoidDoRestart（）
{
boolt1State,t2State;
t1State=timer1.Enabled;
t2State=timer2.Enabled;
timer1.Enabled=false;
timer2.Enabled=false;
PlayGround.ShowMessage="";
Bitmapbmp=newBitmap（PlayGround.MaxX+10,PlayGround.MaxY+10）;
Graphicsg=Graphics.FromImage（bmp）;
g.Clear（this.BackColor）;
PlayGround.InitialPlayGround（）;
if（checkBox4.Checked）PlayGround.InitialStone（）;
InitialAnt（）;
Penpb=newPen（_borderColor,2）;/
Penph=newPen（_homeColor,3）;//画-窝?
Penpf=newPen（_foodColor,3）;
g.DrawEllipse（pf,PlayGround.FoodLocation.X,PlayGround.FoodLocation.Y,10,10）;
g.DrawEllipse（ph,PlayGround.HomeLocation.X,PlayGround.HomeLocation.Y,10,10）;
g.DrawRectangle（pb,1,1,PlayGround.MaxX+3,PlayGround.MaxY+3）;
DrawStone（bmp）;
this.CreateGraphics（）.DrawImage（bmp,0,0）;
bmp.Dispose（）;
timer1.Enabled=t1State;
timer2.Enabled=t2State;
}
privatevoidend_Click（objectsender,EventArgse）
{
timer1.Enabled=false;
timer2.Enabled=false;
}
privatevoidxianshishezhiToolStripMenuItem_Click（objectsender,EventArgse）
{
}
#regionMemberFields
publicboolStoneInitialFlag=true;
publicstaticintMaxAnt=_maxAnt;
publicstaticAntc[]AntS=newAntc[_maxAnt];
publicColor_antColor=Color.Black;
publicColor_antfColor=Color.Purple;
publicstaticColor_homeColor=Color.Green;
publicstaticColor_foodColor=Color.Blue;
publicstaticColor_borderColor=Color.Black;
publicstaticColor_stoneColor=Color.Red;
publicColor_hSmellColor=Color.Orange;
publicColor_fSmellColor=Color.LightBlue;
publicintShowMessageCounter=0;
publicintDrawSmellCounter=0;
publicintDealSmellCounter=0;
publicintClearAntCounter=0;
publicintClearSmellCounter=0;
publicconstint_maxAnt=25;
#endregion
privatevoidquit_Click（objectsender,EventArgse）
{
Application.Exit（）;
}
privatevoidradioButton1_CheckedChanged（objectsender,EventArgse）
{
this.BackgroundImage=Image.FromFile（"背À3景¡ã/a.jpg"）;
}
privatevoidradioButton2_CheckedChanged（objectsender,EventArgse）
{
this.BackgroundImage=Image.FromFile（"背À3景¡ã/2.jpg"）;
}
privatevoidradioButton3_CheckedChanged（objectsender,EventArgse）
{
this.BackgroundImage=Image.FromFile（"背
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