1 | // This file is a part of Framsticks SDK. http://www.framsticks.com/ |
---|
2 | // Copyright (C) 1999-2015 Maciej Komosinski and Szymon Ulatowski. |
---|
3 | // See LICENSE.txt for details. |
---|
4 | |
---|
5 | // simil_model.cpp: implementation of the ModelSimil class. |
---|
6 | // |
---|
7 | ////////////////////////////////////////////////////////////////////// |
---|
8 | #include "SVD/matrix_tools.h" |
---|
9 | #include "simil_model.h" |
---|
10 | #include "simil_match.h" |
---|
11 | #include "frams/model/modelparts.h" |
---|
12 | #include "frams/util/list.h" |
---|
13 | #include "common/nonstd.h" |
---|
14 | #include <frams/vm/classes/genoobj.h> |
---|
15 | #include <stdlib.h> |
---|
16 | #include <math.h> |
---|
17 | #include <string> |
---|
18 | #include <limits> |
---|
19 | #include <assert.h> |
---|
20 | #include <vector> |
---|
21 | #include <algorithm> |
---|
22 | |
---|
23 | #define DB(x) //define as x if you want to print debug information |
---|
24 | |
---|
25 | const int ModelSimil::iNOFactors = 4; |
---|
26 | //depth of the fuzzy neighbourhood |
---|
27 | int fuzDepth = 0; |
---|
28 | |
---|
29 | #define FIELDSTRUCT ModelSimil |
---|
30 | |
---|
31 | static ParamEntry MSparam_tab[] = { |
---|
32 | {"Genetics: Similarity", 1, 5,"ModelSimilarity"}, |
---|
33 | {"simil_parts", 0, 0, "Weight of parts count", "f 0 100 0", FIELD(m_adFactors[0]), "",}, |
---|
34 | {"simil_partdeg", 0, 0, "Weight of parts' degree", "f 0 100 1", FIELD(m_adFactors[1]), "",}, |
---|
35 | {"simil_neuro", 0, 0, "Weight of neurons count", "f 0 100 0.1", FIELD(m_adFactors[2]), "",}, |
---|
36 | {"simil_partgeom", 0, 0, "Weight of parts' geometric distances", "f 0 100 0", FIELD(m_adFactors[3]), "",}, |
---|
37 | {"evaluateDistance", 0, PARAM_DONTSAVE | PARAM_USERHIDDEN, "evaluate model dissimilarity", "p f(oGeno,oGeno)", PROCEDURE(p_evaldistance), "Calculates dissimilarity between two models created from Geno objects.",}, |
---|
38 | {0,}, |
---|
39 | }; |
---|
40 | |
---|
41 | #undef FIELDSTRUCT |
---|
42 | |
---|
43 | ////////////////////////////////////////////////////////////////////// |
---|
44 | // Construction/Destruction |
---|
45 | ////////////////////////////////////////////////////////////////////// |
---|
46 | |
---|
47 | /** Constructor. Sets default weights. Initializes other fields with zeros. |
---|
48 | */ |
---|
49 | ModelSimil::ModelSimil() : localpar(MSparam_tab, this), m_iDV(0), m_iDD(0), m_iDN(0), m_dDG(0.0) |
---|
50 | { |
---|
51 | // weights for the similarty formula |
---|
52 | m_adFactors[0] = 0; |
---|
53 | m_adFactors[1] = 1; |
---|
54 | m_adFactors[2] = 0.1; |
---|
55 | m_adFactors[3] = 0; |
---|
56 | |
---|
57 | m_Gen[0] = NULL; |
---|
58 | m_Gen[1] = NULL; |
---|
59 | m_Mod[0] = NULL; |
---|
60 | m_Mod[1] = NULL; |
---|
61 | m_aDegrees[0] = NULL; |
---|
62 | m_aDegrees[1] = NULL; |
---|
63 | m_aPositions[0] = NULL; |
---|
64 | m_aPositions[1] = NULL; |
---|
65 | m_fuzzyNeighb[0] = NULL; |
---|
66 | m_fuzzyNeighb[1] = NULL; |
---|
67 | m_Neighbours[0] = NULL; |
---|
68 | m_Neighbours[1] = NULL; |
---|
69 | m_pMatching = NULL; |
---|
70 | |
---|
71 | //determines wheter "fuzzy vertex degree" should be used |
---|
72 | //currently "fuzzy vertex degree" is inactive |
---|
73 | isFuzzy = 0; |
---|
74 | fuzzyDepth = 10; |
---|
75 | } |
---|
76 | |
---|
77 | /** Evaluates distance between two given genotypes. The distance depends strongly |
---|
78 | on weights set. |
---|
79 | @param G0 Pointer to the first of compared genotypes |
---|
80 | @param G1 Pointer to the second of compared genotypes. |
---|
81 | @return Distance between two genotypes. |
---|
82 | @sa m_adFactors, matching_method |
---|
83 | */ |
---|
84 | double ModelSimil::EvaluateDistance(const Geno *G0, const Geno *G1) |
---|
85 | { |
---|
86 | double dResult = 0; |
---|
87 | |
---|
88 | m_Gen[0] = G0; |
---|
89 | m_Gen[1] = G1; |
---|
90 | |
---|
91 | // check whether pointers are not NULL |
---|
92 | if (m_Gen[0] == NULL || m_Gen[1] == NULL) |
---|
93 | { |
---|
94 | DB(printf("ModelSimil::EvaluateDistance - invalid genotypes pointers\n");) |
---|
95 | return 0.0; |
---|
96 | } |
---|
97 | // create models of objects to compare |
---|
98 | m_Mod[0] = new Model(*(m_Gen[0])); |
---|
99 | m_Mod[1] = new Model(*(m_Gen[1])); |
---|
100 | |
---|
101 | // validate models |
---|
102 | if (m_Mod[0] == NULL || m_Mod[1] == NULL || !(m_Mod[0]->isValid()) || !(m_Mod[1]->isValid())) |
---|
103 | { |
---|
104 | DB(printf("ModelSimil::EvaluateDistance - invalid models pointers\n");) |
---|
105 | return 0.0; |
---|
106 | } |
---|
107 | |
---|
108 | // difference in the number of vertices (Parts) - positive |
---|
109 | // find object that has less parts (m_iSmaller) |
---|
110 | m_iDV = (m_Mod[0]->getPartCount() - m_Mod[1]->getPartCount()); |
---|
111 | if (m_iDV > 0) |
---|
112 | m_iSmaller = 1; |
---|
113 | else |
---|
114 | { |
---|
115 | m_iSmaller = 0; |
---|
116 | m_iDV = -m_iDV; |
---|
117 | } |
---|
118 | |
---|
119 | // check if index of the smaller organism is a valid index |
---|
120 | assert((m_iSmaller == 0) || (m_iSmaller == 1)); |
---|
121 | // validate difference in the parts number |
---|
122 | assert(m_iDV >= 0); |
---|
123 | |
---|
124 | // create Parts matching object |
---|
125 | m_pMatching = new SimilMatching(m_Mod[ 0 ]->getPartCount(), m_Mod[ 1 ]->getPartCount()); |
---|
126 | // validate matching object |
---|
127 | assert(m_pMatching != NULL); |
---|
128 | assert(m_pMatching->IsEmpty() == true); |
---|
129 | |
---|
130 | |
---|
131 | // assign matching function |
---|
132 | int (ModelSimil::* pfMatchingFunction) () = NULL; |
---|
133 | |
---|
134 | pfMatchingFunction = &ModelSimil::MatchPartsGeometry; |
---|
135 | |
---|
136 | // match Parts (vertices of creatures) |
---|
137 | if ((this->*pfMatchingFunction)() == 0) |
---|
138 | { |
---|
139 | DB(printf("ModelSimil::EvaluateDistance - MatchParts() error\n");) |
---|
140 | return 0.0; |
---|
141 | } |
---|
142 | |
---|
143 | // after matching function call we must have full matching |
---|
144 | assert(m_pMatching->IsFull() == true); |
---|
145 | |
---|
146 | DB(SaveIntermediateFiles();) |
---|
147 | |
---|
148 | // count differences in matched parts |
---|
149 | if (CountPartsDistance() == 0) |
---|
150 | { |
---|
151 | DB(printf("ModelSimil::EvaluateDistance - CountPartDistance() error\n");) |
---|
152 | return 0.0; |
---|
153 | } |
---|
154 | |
---|
155 | // delete degree arrays created in CreatePartInfoTables |
---|
156 | SAFEDELETEARRAY(m_aDegrees[0]); |
---|
157 | SAFEDELETEARRAY(m_aDegrees[1]); |
---|
158 | |
---|
159 | // and position arrays |
---|
160 | SAFEDELETEARRAY(m_aPositions[0]); |
---|
161 | SAFEDELETEARRAY(m_aPositions[1]); |
---|
162 | |
---|
163 | // in fuzzy mode delete arrays of neighbourhood and fuzzy neighbourhood |
---|
164 | if (isFuzzy) |
---|
165 | { |
---|
166 | for (int i = 0; i != 2; ++i) |
---|
167 | { |
---|
168 | for (int j = 0; j != m_Mod[i]->getPartCount(); ++j) |
---|
169 | { |
---|
170 | delete[] m_Neighbours[i][j]; |
---|
171 | delete[] m_fuzzyNeighb[i][j]; |
---|
172 | } |
---|
173 | delete[] m_Neighbours[i]; |
---|
174 | delete[] m_fuzzyNeighb[i]; |
---|
175 | } |
---|
176 | |
---|
177 | } |
---|
178 | |
---|
179 | // delete created models |
---|
180 | SAFEDELETE(m_Mod[0]); |
---|
181 | SAFEDELETE(m_Mod[1]); |
---|
182 | |
---|
183 | // delete created matching |
---|
184 | SAFEDELETE(m_pMatching); |
---|
185 | |
---|
186 | dResult = m_adFactors[0] * double(m_iDV) + |
---|
187 | m_adFactors[1] * double(m_iDD) + |
---|
188 | m_adFactors[2] * double(m_iDN) + |
---|
189 | m_adFactors[3] * double(m_dDG); |
---|
190 | |
---|
191 | return dResult; |
---|
192 | } |
---|
193 | |
---|
194 | ModelSimil::~ModelSimil() |
---|
195 | { |
---|
196 | // matching should have been deleted earlier |
---|
197 | assert(m_pMatching == NULL); |
---|
198 | } |
---|
199 | |
---|
200 | /** Creates files matching.txt, org0.txt and org1.txt containing information |
---|
201 | * about the matching and both organisms for visualization purpose. |
---|
202 | */ |
---|
203 | void ModelSimil::SaveIntermediateFiles() |
---|
204 | { |
---|
205 | assert(m_pMatching->IsFull() == true); |
---|
206 | printf("Saving the matching to file 'matching.txt'\n"); |
---|
207 | FILE *pMatchingFile = NULL; |
---|
208 | // try to open the file |
---|
209 | pMatchingFile = fopen("matching.txt", "wt"); |
---|
210 | assert(pMatchingFile != NULL); |
---|
211 | |
---|
212 | int iOrgPart; // original index of a Part |
---|
213 | int nBigger; // index of the larger organism |
---|
214 | |
---|
215 | // check which object is bigger |
---|
216 | if (m_pMatching->GetObjectSize(0) >= m_pMatching->GetObjectSize(1)) |
---|
217 | { |
---|
218 | nBigger = 0; |
---|
219 | } |
---|
220 | else |
---|
221 | { |
---|
222 | nBigger = 1; |
---|
223 | } |
---|
224 | |
---|
225 | // print first line - original indices of Parts of the bigger organism |
---|
226 | fprintf(pMatchingFile, "[ "); |
---|
227 | for (iOrgPart = 0; iOrgPart < m_pMatching->GetObjectSize(nBigger); iOrgPart++) |
---|
228 | { |
---|
229 | fprintf(pMatchingFile, "%2i ", iOrgPart); |
---|
230 | } |
---|
231 | fprintf(pMatchingFile, "] : ORG[%i]\n", nBigger); |
---|
232 | |
---|
233 | // print second line - matched original indices of the second organism |
---|
234 | fprintf(pMatchingFile, "[ "); |
---|
235 | for (iOrgPart = 0; iOrgPart < m_pMatching->GetObjectSize(nBigger); iOrgPart++) |
---|
236 | { |
---|
237 | int iSorted; // index of the iOrgPart after sorting (as used by matching) |
---|
238 | int iSortedMatched; // index of the matched Part (after sorting) |
---|
239 | int iOrginalMatched; // index of the matched Part (the original one) |
---|
240 | |
---|
241 | // find the index of iOrgPart after sorting (in m_aDegrees) |
---|
242 | for (iSorted = 0; iSorted < m_Mod[ nBigger ]->getPartCount(); iSorted++) |
---|
243 | { |
---|
244 | // for each iSorted, an index in the sorted m_aDegrees array |
---|
245 | if (m_aDegrees[ nBigger ][ iSorted ][ 0 ] == iOrgPart) |
---|
246 | { |
---|
247 | // if the iSorted Part is the one with iOrgPart as the orginal index |
---|
248 | // remember the index |
---|
249 | break; |
---|
250 | } |
---|
251 | } |
---|
252 | // if the index iSorted was found, then this condition is met |
---|
253 | assert(iSorted < m_Mod[ nBigger ]->getPartCount()); |
---|
254 | |
---|
255 | // find the matched sorted index |
---|
256 | if (m_pMatching->IsMatched(nBigger, iSorted)) |
---|
257 | { |
---|
258 | // if Part iOrgPart is matched |
---|
259 | // then get the matched Part (sorted) index |
---|
260 | iSortedMatched = m_pMatching->GetMatchedIndex(nBigger, iSorted); |
---|
261 | assert(iSortedMatched >= 0); |
---|
262 | // and find its original index |
---|
263 | iOrginalMatched = m_aDegrees[ 1 - nBigger ][ iSortedMatched ][ 0 ]; |
---|
264 | fprintf(pMatchingFile, "%2i ", iOrginalMatched); |
---|
265 | } |
---|
266 | else |
---|
267 | { |
---|
268 | // if the Part iOrgPart is not matched |
---|
269 | // just print "X" |
---|
270 | fprintf(pMatchingFile, " X "); |
---|
271 | } |
---|
272 | } // for ( iOrgPart ) |
---|
273 | |
---|
274 | // now all matched Part indices are printed out, end the line |
---|
275 | fprintf(pMatchingFile, "] : ORG[%i]\n", 1 - nBigger); |
---|
276 | |
---|
277 | // close the file |
---|
278 | fclose(pMatchingFile); |
---|
279 | // END TEMP |
---|
280 | |
---|
281 | // TEMP |
---|
282 | // print out the 2D positions of Parts of both of the organisms |
---|
283 | // to files "org0.txt" and "org1.txt" using the original indices of Parts |
---|
284 | int iModel; // index of a model (an organism) |
---|
285 | FILE *pModelFile; |
---|
286 | for (iModel = 0; iModel < 2; iModel++) |
---|
287 | { |
---|
288 | // for each iModel, a model of a compared organism |
---|
289 | // write its (only 2D) positions to a file "org<iModel>.txt" |
---|
290 | // construct the model filename "org<iModel>.txt" |
---|
291 | std::string sModelFilename("org"); |
---|
292 | // char *szModelIndex = "0"; // the index of the model (iModel) in the character form |
---|
293 | char szModelIndex[2]; |
---|
294 | sprintf(szModelIndex, "%i", iModel); |
---|
295 | sModelFilename += szModelIndex; |
---|
296 | sModelFilename += ".txt"; |
---|
297 | // open the file for writing |
---|
298 | pModelFile = fopen(sModelFilename.c_str(), "wt"); //FOPEN_WRITE |
---|
299 | assert(pModelFile != NULL); |
---|
300 | // write the 2D positions of iModel to the file |
---|
301 | int iOriginalPart; // an original index of a Part |
---|
302 | for (iOriginalPart = 0; iOriginalPart < m_Mod[ iModel ]->getPartCount(); iOriginalPart++) |
---|
303 | { |
---|
304 | // for each iOriginalPart, a Part of the organism iModel |
---|
305 | // get the 2D coordinates of the Part |
---|
306 | double dPartX = m_aPositions[ iModel ][ iOriginalPart ].x; |
---|
307 | double dPartY = m_aPositions[ iModel ][ iOriginalPart ].y; |
---|
308 | // print the line: <iOriginalPart> <dPartX> <dPartY> |
---|
309 | fprintf(pModelFile, "%i %.4lf %.4lf\n", iOriginalPart, dPartX, dPartY); |
---|
310 | } |
---|
311 | // close the file |
---|
312 | fclose(pModelFile); |
---|
313 | } |
---|
314 | } |
---|
315 | |
---|
316 | /** Comparison function required for qsort() call. Used while sorting groups of |
---|
317 | Parts with respect to degree. Compares two TDN structures |
---|
318 | with respect to their [1] field (degree). Highest degree goes first. |
---|
319 | @param pElem1 Pointer to the TDN structure of some Part. |
---|
320 | @param pElem2 Pointer to the TDN structure of some Part. |
---|
321 | @return (-1) - pElem1 should go first, 0 - equal, (1) - pElem2 should go first. |
---|
322 | */ |
---|
323 | int ModelSimil::CompareDegrees(const void *pElem1, const void *pElem2) |
---|
324 | { |
---|
325 | int *tdn1 = (int *) pElem1; |
---|
326 | int *tdn2 = (int *) pElem2; |
---|
327 | |
---|
328 | if (tdn1[1] > tdn2[1]) |
---|
329 | { |
---|
330 | // when degree - tdn1[1] - is BIGGER |
---|
331 | return -1; |
---|
332 | } |
---|
333 | else |
---|
334 | if (tdn1[1] < tdn2[1]) |
---|
335 | { |
---|
336 | // when degree - tdn2[1] - is BIGGER |
---|
337 | return 1; |
---|
338 | } |
---|
339 | else |
---|
340 | { |
---|
341 | return 0; |
---|
342 | } |
---|
343 | } |
---|
344 | |
---|
345 | /** Comparison function required for qsort() call. Used while sorting groups of Parts with |
---|
346 | the same degree. Firstly, compare NIt. Secondly, compare Neu. If both are equal - |
---|
347 | compare Parts' original index (they are never equal). So this sorting assures |
---|
348 | that the order obtained is deterministic. |
---|
349 | @param pElem1 Pointer to the TDN structure of some Part. |
---|
350 | @param pElem2 Pointer to the TDN structure of some Part. |
---|
351 | @return (-1) - pElem1 should go first, 0 - equal, (1) - pElem2 should go first. |
---|
352 | */ |
---|
353 | int ModelSimil::CompareConnsNo(const void *pElem1, const void *pElem2) |
---|
354 | { |
---|
355 | // pointers to TDN arrays |
---|
356 | int *tdn1, *tdn2; |
---|
357 | // definitions of elements being compared |
---|
358 | tdn1 = (int *) pElem1; |
---|
359 | tdn2 = (int *) pElem2; |
---|
360 | |
---|
361 | // comparison according to Neural Connections (to jest TDN[2]) |
---|
362 | if (tdn1[NEURO_CONNS] > tdn1[NEURO_CONNS]) |
---|
363 | { |
---|
364 | // when number of NConn Elem1 is BIGGER |
---|
365 | return -1; |
---|
366 | } |
---|
367 | else |
---|
368 | if (tdn1[NEURO_CONNS] < tdn1[NEURO_CONNS]) |
---|
369 | { |
---|
370 | // when number of NConn Elem1 is SMALLER |
---|
371 | return 1; |
---|
372 | } |
---|
373 | else |
---|
374 | { |
---|
375 | // when numbers of NConn are EQUAL |
---|
376 | // compare Neu numbers (TDN[3]) |
---|
377 | if (tdn1[NEURONS] > tdn2[NEURONS]) |
---|
378 | { |
---|
379 | // when number of Neu is BIGGER for Elem1 |
---|
380 | return -1; |
---|
381 | } |
---|
382 | else |
---|
383 | if (tdn1[NEURONS] < tdn2[NEURONS]) |
---|
384 | { |
---|
385 | // when number of Neu is SMALLER for Elem1 |
---|
386 | return 1; |
---|
387 | } |
---|
388 | else |
---|
389 | { |
---|
390 | // when numbers of Nconn and Neu are equal we check original indices |
---|
391 | // of Parts being compared |
---|
392 | |
---|
393 | // comparison according to OrgIndex |
---|
394 | if (tdn1[ORIG_IND] > tdn2[ORIG_IND]) |
---|
395 | { |
---|
396 | // when the number of NIt Deg1 id BIGGER |
---|
397 | return -1; |
---|
398 | } |
---|
399 | else |
---|
400 | if (tdn1[ORIG_IND] < tdn2[ORIG_IND]) |
---|
401 | { |
---|
402 | // when the number of NIt Deg1 id SMALLER |
---|
403 | return 1; |
---|
404 | } |
---|
405 | else |
---|
406 | { |
---|
407 | // impossible, indices are alway different |
---|
408 | return 0; |
---|
409 | } |
---|
410 | } |
---|
411 | } |
---|
412 | } |
---|
413 | |
---|
414 | /** Returns number of factors involved in final distance computation. |
---|
415 | These factors include differences in numbers of parts, degrees, |
---|
416 | number of neurons. |
---|
417 | */ |
---|
418 | int ModelSimil::GetNOFactors() |
---|
419 | { |
---|
420 | return ModelSimil::iNOFactors; |
---|
421 | } |
---|
422 | |
---|
423 | /** Prints the array of degrees for the given organism. Debug method. |
---|
424 | */ |
---|
425 | void ModelSimil::_PrintDegrees(int i) |
---|
426 | { |
---|
427 | int j; |
---|
428 | printf("Organizm %i :", i); |
---|
429 | printf("\n "); |
---|
430 | for (j = 0; j < m_Mod[i]->getPartCount(); j++) |
---|
431 | printf("%3i ", j); |
---|
432 | printf("\nInd: "); |
---|
433 | for (j = 0; j < m_Mod[i]->getPartCount(); j++) |
---|
434 | printf("%3i ", (int) m_aDegrees[i][j][0]); |
---|
435 | printf("\nDeg: "); |
---|
436 | for (j = 0; j < m_Mod[i]->getPartCount(); j++) |
---|
437 | printf("%3i ", (int) m_aDegrees[i][j][1]); |
---|
438 | printf("\nNIt: "); |
---|
439 | for (j = 0; j < m_Mod[i]->getPartCount(); j++) |
---|
440 | printf("%3i ", (int) m_aDegrees[i][j][2]); |
---|
441 | printf("\nNeu: "); |
---|
442 | for (j = 0; j < m_Mod[i]->getPartCount(); j++) |
---|
443 | printf("%3i ", (int) m_aDegrees[i][j][3]); |
---|
444 | printf("\n"); |
---|
445 | } |
---|
446 | |
---|
447 | /** Prints one array of ints. Debug method. |
---|
448 | @param array Base pointer of the array. |
---|
449 | @param base First index of the array's element. |
---|
450 | @param size Number of elements to print. |
---|
451 | */ |
---|
452 | void ModelSimil::_PrintArray(int *array, int base, int size) |
---|
453 | { |
---|
454 | int i; |
---|
455 | for (i = base; i < base + size; i++) |
---|
456 | { |
---|
457 | printf("%i ", array[i]); |
---|
458 | } |
---|
459 | printf("\n"); |
---|
460 | } |
---|
461 | |
---|
462 | void ModelSimil::_PrintArrayDouble(double *array, int base, int size) |
---|
463 | { |
---|
464 | int i; |
---|
465 | for (i = base; i < base + size; i++) |
---|
466 | { |
---|
467 | printf("%f ", array[i]); |
---|
468 | } |
---|
469 | printf("\n"); |
---|
470 | } |
---|
471 | |
---|
472 | /** Prints one array of parts neighbourhood. |
---|
473 | @param index of organism |
---|
474 | */ |
---|
475 | void ModelSimil::_PrintNeighbourhood(int o) |
---|
476 | { |
---|
477 | assert(m_Neighbours[o] != 0); |
---|
478 | printf("Neighbourhhod of organism %i\n", o); |
---|
479 | int size = m_Mod[o]->getPartCount(); |
---|
480 | for (int i = 0; i < size; i++) |
---|
481 | { |
---|
482 | for (int j = 0; j < size; j++) |
---|
483 | { |
---|
484 | printf("%i ", m_Neighbours[o][i][j]); |
---|
485 | } |
---|
486 | printf("\n"); |
---|
487 | } |
---|
488 | } |
---|
489 | |
---|
490 | /** Creates arrays holding information about organisms' Parts (m_aDegrees) andm_Neigh |
---|
491 | fills them with initial data (original indices and zeros). |
---|
492 | Assumptions: |
---|
493 | - Models (m_Mod) are created and available. |
---|
494 | */ |
---|
495 | int ModelSimil::CreatePartInfoTables() |
---|
496 | { |
---|
497 | // check assumptions about models |
---|
498 | assert((m_Mod[0] != NULL) && (m_Mod[1] != NULL)); |
---|
499 | assert(m_Mod[0]->isValid() && m_Mod[1]->isValid()); |
---|
500 | |
---|
501 | int i, j, partCount; |
---|
502 | // utwórz tablice na informacje o stopniach wierzchołków i liczbie neuroitems |
---|
503 | for (i = 0; i < 2; i++) |
---|
504 | { |
---|
505 | partCount = m_Mod[i]->getPartCount(); |
---|
506 | // utworz i wypelnij tablice dla Parts wartosciami poczatkowymi |
---|
507 | m_aDegrees[i] = new TDN[ partCount ]; |
---|
508 | |
---|
509 | if (isFuzzy) |
---|
510 | { |
---|
511 | m_Neighbours[i] = new int*[ partCount ]; |
---|
512 | m_fuzzyNeighb[i] = new float*[ partCount]; |
---|
513 | } |
---|
514 | |
---|
515 | if (m_aDegrees[i] != NULL && (isFuzzy != 1 || (m_Neighbours[i] != NULL && m_fuzzyNeighb[i] != NULL))) |
---|
516 | { |
---|
517 | // wypelnij tablice zgodnie z sensem TDN[0] - orginalny index |
---|
518 | // TDN[1], TDN[2], TDN[3] - zerami |
---|
519 | DB(printf("m_aDegrees[%i]: %p\n", i, m_aDegrees[i]);) |
---|
520 | for (j = 0; j < partCount; j++) |
---|
521 | { |
---|
522 | m_aDegrees[i][j][0] = j; |
---|
523 | m_aDegrees[i][j][1] = 0; |
---|
524 | m_aDegrees[i][j][2] = 0; |
---|
525 | m_aDegrees[i][j][3] = 0; |
---|
526 | m_aDegrees[i][j][4] = 0; |
---|
527 | |
---|
528 | // sprawdz, czy nie piszemy po jakims szalonym miejscu pamieci |
---|
529 | assert(m_aDegrees[i][j] != NULL); |
---|
530 | |
---|
531 | if (isFuzzy) |
---|
532 | { |
---|
533 | m_Neighbours[i][j] = new int[partCount]; |
---|
534 | for (int k = 0; k < partCount; k++) |
---|
535 | { |
---|
536 | m_Neighbours[i][j][k] = 0; |
---|
537 | } |
---|
538 | |
---|
539 | m_fuzzyNeighb[i][j] = new float[fuzzyDepth]; |
---|
540 | for (int k = 0; k < fuzzyDepth; k++) |
---|
541 | { |
---|
542 | m_fuzzyNeighb[i][j][k] = 0; |
---|
543 | } |
---|
544 | |
---|
545 | assert(m_Neighbours[i][j] != NULL); |
---|
546 | assert(m_fuzzyNeighb[i][j] != NULL); |
---|
547 | } |
---|
548 | |
---|
549 | } |
---|
550 | } |
---|
551 | else |
---|
552 | { |
---|
553 | DB(printf("ModelSimil::EvaluateDistance - nie ma pamieci na Degrees\n");) |
---|
554 | return 0; |
---|
555 | } |
---|
556 | // utworz tablice dla pozycji 3D Parts (wielkosc tablicy: liczba Parts organizmu) |
---|
557 | m_aPositions[ i ] = new Pt3D[ m_Mod[i]->getPartCount() ]; |
---|
558 | assert(m_aPositions[ i ] != NULL); |
---|
559 | // wypelnij tablice OnJoints i Anywhere wartościami początkowymi |
---|
560 | // OnJoint |
---|
561 | m_aOnJoint[i][0] = 0; |
---|
562 | m_aOnJoint[i][1] = 0; |
---|
563 | m_aOnJoint[i][2] = 0; |
---|
564 | m_aOnJoint[i][3] = 0; |
---|
565 | // Anywhere |
---|
566 | m_aAnywhere[i][0] = 0; |
---|
567 | m_aAnywhere[i][1] = 0; |
---|
568 | m_aAnywhere[i][2] = 0; |
---|
569 | m_aAnywhere[i][3] = 0; |
---|
570 | } |
---|
571 | return 1; |
---|
572 | } |
---|
573 | |
---|
574 | /** Computes degrees of Parts of both organisms. Fills in the m_aDegrees arrays |
---|
575 | with proper information about degrees. |
---|
576 | Assumptions: |
---|
577 | - Models (m_Mod) are created and available. |
---|
578 | - Arrays m_aDegrees are created. |
---|
579 | */ |
---|
580 | int ModelSimil::CountPartDegrees() |
---|
581 | { |
---|
582 | // sprawdz zalozenie - o modelach |
---|
583 | assert((m_Mod[0] != NULL) && (m_Mod[1] != NULL)); |
---|
584 | assert(m_Mod[0]->isValid() && m_Mod[1]->isValid()); |
---|
585 | |
---|
586 | // sprawdz zalozenie - o tablicach |
---|
587 | assert(m_aDegrees[0] != NULL); |
---|
588 | assert(m_aDegrees[1] != NULL); |
---|
589 | |
---|
590 | Part *P1, *P2; |
---|
591 | int i, j, i1, i2; |
---|
592 | |
---|
593 | // dla obu stworzen oblicz stopnie wierzcholkow |
---|
594 | for (i = 0; i < 2; i++) |
---|
595 | { |
---|
596 | // dla wszystkich jointow |
---|
597 | for (j = 0; j < m_Mod[i]->getJointCount(); j++) |
---|
598 | { |
---|
599 | // pobierz kolejny Joint |
---|
600 | Joint *J = m_Mod[i]->getJoint(j); |
---|
601 | // wez jego konce |
---|
602 | P1 = J->part1; |
---|
603 | P2 = J->part2; |
---|
604 | // znajdz ich indeksy w Modelu (indeksy orginalne) |
---|
605 | i1 = m_Mod[i]->findPart(P1); |
---|
606 | i2 = m_Mod[i]->findPart(P2); |
---|
607 | // zwieksz stopien odpowiednich Parts |
---|
608 | m_aDegrees[i][i1][DEGREE]++; |
---|
609 | m_aDegrees[i][i2][DEGREE]++; |
---|
610 | m_aDegrees[i][i1][FUZZ_DEG]++; |
---|
611 | m_aDegrees[i][i2][FUZZ_DEG]++; |
---|
612 | if (isFuzzy) |
---|
613 | { |
---|
614 | m_Neighbours[i][i1][i2] = 1; |
---|
615 | m_Neighbours[i][i2][i1] = 1; |
---|
616 | } |
---|
617 | } |
---|
618 | // dla elementow nie osadzonych na Parts (OnJoint, Anywhere) - |
---|
619 | // stopnie wierzchołka są już ustalone na zero |
---|
620 | } |
---|
621 | |
---|
622 | if (isFuzzy) |
---|
623 | { |
---|
624 | CountFuzzyNeighb(); |
---|
625 | } |
---|
626 | |
---|
627 | return 1; |
---|
628 | } |
---|
629 | |
---|
630 | void ModelSimil::GetNeighbIndexes(int mod, int partInd, std::vector<int> &indexes) |
---|
631 | { |
---|
632 | indexes.clear(); |
---|
633 | int i, size = m_Mod[mod]->getPartCount(); |
---|
634 | |
---|
635 | for (i = 0; i < size; i++) |
---|
636 | { |
---|
637 | if (m_Neighbours[mod][partInd][i] > 0) |
---|
638 | { |
---|
639 | indexes.push_back(i); |
---|
640 | } |
---|
641 | } |
---|
642 | } |
---|
643 | |
---|
644 | int cmpFuzzyRows(const void *pa, const void *pb) |
---|
645 | { |
---|
646 | float **a = (float**) pa; |
---|
647 | float **b = (float**) pb; |
---|
648 | |
---|
649 | |
---|
650 | for (int i = 1; i < fuzDepth; i++) |
---|
651 | { |
---|
652 | if (a[0][i] > b[0][i]) |
---|
653 | { |
---|
654 | |
---|
655 | return -1; |
---|
656 | } |
---|
657 | if (a[0][i] < b[0][i]) |
---|
658 | { |
---|
659 | |
---|
660 | return 1; |
---|
661 | } |
---|
662 | } |
---|
663 | |
---|
664 | return 0; |
---|
665 | } |
---|
666 | |
---|
667 | //store information about identity of parts "fuzzy degrees" in the m_aDegrees[4] |
---|
668 | void ModelSimil::CheckFuzzyIdentity() |
---|
669 | { |
---|
670 | int partCount = 0; |
---|
671 | for (int mod = 0; mod < 2; mod++) |
---|
672 | { |
---|
673 | //for subsequent pairs of parts |
---|
674 | partCount = m_Mod[mod]->getPartCount(); |
---|
675 | m_aDegrees[mod][partCount - 1][FUZZ_DEG] = 0; |
---|
676 | for (int partInd = (partCount - 2); partInd >= 0; partInd--) |
---|
677 | { |
---|
678 | m_aDegrees[mod][partInd][FUZZ_DEG] = m_aDegrees[mod][partInd + 1][FUZZ_DEG]; |
---|
679 | for (int depth = 1; depth < fuzzyDepth; depth++) |
---|
680 | { |
---|
681 | if (m_fuzzyNeighb[mod][partInd][depth] != m_fuzzyNeighb[mod][partInd + 1][depth]) |
---|
682 | { |
---|
683 | m_aDegrees[mod][partInd][FUZZ_DEG] += 1; |
---|
684 | break; |
---|
685 | } |
---|
686 | } |
---|
687 | } |
---|
688 | } |
---|
689 | } |
---|
690 | |
---|
691 | //sort according to fuzzy degree |
---|
692 | void ModelSimil::SortFuzzyNeighb() |
---|
693 | { |
---|
694 | fuzDepth = fuzzyDepth; |
---|
695 | for (int mod = 0; mod < 2; mod++) |
---|
696 | { |
---|
697 | std::qsort(m_fuzzyNeighb[mod], (size_t) m_Mod[mod]->getPartCount(), sizeof (m_fuzzyNeighb[mod][0]), cmpFuzzyRows); |
---|
698 | } |
---|
699 | } |
---|
700 | |
---|
701 | //computes fuzzy vertex degree |
---|
702 | void ModelSimil::CountFuzzyNeighb() |
---|
703 | { |
---|
704 | assert(m_aDegrees[0] != NULL); |
---|
705 | assert(m_aDegrees[1] != NULL); |
---|
706 | |
---|
707 | assert(m_Neighbours[0] != NULL); |
---|
708 | assert(m_Neighbours[1] != NULL); |
---|
709 | |
---|
710 | assert(m_fuzzyNeighb[0] != NULL); |
---|
711 | assert(m_fuzzyNeighb[1] != NULL); |
---|
712 | |
---|
713 | std::vector<int> nIndexes; |
---|
714 | float newDeg = 0; |
---|
715 | |
---|
716 | for (int mod = 0; mod < 2; mod++) |
---|
717 | { |
---|
718 | int partCount = m_Mod[mod]->getPartCount(); |
---|
719 | |
---|
720 | for (int depth = 0; depth < fuzzyDepth; depth++) |
---|
721 | { |
---|
722 | //use first column for storing indices |
---|
723 | for (int partInd = 0; partInd < partCount; partInd++) |
---|
724 | { |
---|
725 | if (depth == 0) |
---|
726 | { |
---|
727 | m_fuzzyNeighb[mod][partInd][depth] = partInd; |
---|
728 | } |
---|
729 | else if (depth == 1) |
---|
730 | { |
---|
731 | m_fuzzyNeighb[mod][partInd][depth] = m_aDegrees[mod][partInd][DEGREE]; |
---|
732 | } |
---|
733 | else |
---|
734 | { |
---|
735 | GetNeighbIndexes(mod, partInd, nIndexes); |
---|
736 | for (int k = 0; k < (int) nIndexes.size(); k++) |
---|
737 | { |
---|
738 | newDeg += m_fuzzyNeighb[mod][nIndexes.at(k)][depth - 1]; |
---|
739 | } |
---|
740 | newDeg /= nIndexes.size(); |
---|
741 | m_fuzzyNeighb[mod][partInd][depth] = newDeg; |
---|
742 | for (int mod = 0; mod < 2; mod++) |
---|
743 | { |
---|
744 | int partCount = m_Mod[mod]->getPartCount(); |
---|
745 | for (int i = partCount - 1; i >= 0; i--) |
---|
746 | { |
---|
747 | |
---|
748 | } |
---|
749 | } |
---|
750 | newDeg = 0; |
---|
751 | } |
---|
752 | } |
---|
753 | } |
---|
754 | } |
---|
755 | |
---|
756 | SortFuzzyNeighb(); |
---|
757 | } |
---|
758 | |
---|
759 | /** Gets information about Parts' positions in 3D from models into the arrays |
---|
760 | m_aPositions. |
---|
761 | Assumptions: |
---|
762 | - Models (m_Mod) are created and available. |
---|
763 | - Arrays m_aPositions are created. |
---|
764 | @return 1 if success, otherwise 0. |
---|
765 | */ |
---|
766 | int ModelSimil::GetPartPositions() |
---|
767 | { |
---|
768 | // sprawdz zalozenie - o modelach |
---|
769 | assert((m_Mod[0] != NULL) && (m_Mod[1] != NULL)); |
---|
770 | assert(m_Mod[0]->isValid() && m_Mod[1]->isValid()); |
---|
771 | |
---|
772 | // sprawdz zalozenie - o tablicach m_aPositions |
---|
773 | assert(m_aPositions[0] != NULL); |
---|
774 | assert(m_aPositions[1] != NULL); |
---|
775 | |
---|
776 | // dla każdego stworzenia skopiuj informację o polozeniu jego Parts |
---|
777 | // do tablic m_aPositions |
---|
778 | Part *pPart; |
---|
779 | int iMod; // licznik modeli (organizmow) |
---|
780 | int iPart; // licznik Parts |
---|
781 | for (iMod = 0; iMod < 2; iMod++) |
---|
782 | { |
---|
783 | // dla każdego z modeli iMod |
---|
784 | for (iPart = 0; iPart < m_Mod[ iMod ]->getPartCount(); iPart++) |
---|
785 | { |
---|
786 | // dla każdego iPart organizmu iMod |
---|
787 | // pobierz tego Part |
---|
788 | pPart = m_Mod[ iMod ]->getPart(iPart); |
---|
789 | // zapamietaj jego pozycje 3D w tablicy m_aPositions |
---|
790 | m_aPositions[ iMod ][ iPart ].x = pPart->p.x; |
---|
791 | m_aPositions[ iMod ][ iPart ].y = pPart->p.y; |
---|
792 | m_aPositions[ iMod ][ iPart ].z = pPart->p.z; |
---|
793 | } |
---|
794 | } |
---|
795 | |
---|
796 | return 1; |
---|
797 | } |
---|
798 | |
---|
799 | /** Computes numbers of neurons and neurons' inputs for each Part of each |
---|
800 | organisms and fills in the m_aDegrees array. |
---|
801 | Assumptions: |
---|
802 | - Models (m_Mod) are created and available. |
---|
803 | - Arrays m_aDegrees are created. |
---|
804 | */ |
---|
805 | int ModelSimil::CountPartNeurons() |
---|
806 | { |
---|
807 | // sprawdz zalozenie - o modelach |
---|
808 | assert((m_Mod[0] != NULL) && (m_Mod[1] != NULL)); |
---|
809 | assert(m_Mod[0]->isValid() && m_Mod[1]->isValid()); |
---|
810 | |
---|
811 | // sprawdz zalozenie - o tablicach |
---|
812 | assert(m_aDegrees[0] != NULL); |
---|
813 | assert(m_aDegrees[1] != NULL); |
---|
814 | |
---|
815 | Part *P1; |
---|
816 | Joint *J1; |
---|
817 | int i, j, i2, neuro_connections; |
---|
818 | |
---|
819 | // dla obu stworzen oblicz liczbe Neurons + connections dla Parts |
---|
820 | // a takze dla OnJoints i Anywhere |
---|
821 | for (i = 0; i < 2; i++) |
---|
822 | { |
---|
823 | for (j = 0; j < m_Mod[i]->getNeuroCount(); j++) |
---|
824 | { |
---|
825 | // pobierz kolejny Neuron |
---|
826 | Neuro *N = m_Mod[i]->getNeuro(j); |
---|
827 | // policz liczbe jego wejść i jego samego tez |
---|
828 | // czy warto w ogole liczyc polaczenia...? co to da/spowoduje? |
---|
829 | neuro_connections = N->getInputCount() + 1; |
---|
830 | // wez Part, na ktorym jest Neuron |
---|
831 | P1 = N->getPart(); |
---|
832 | if (P1) |
---|
833 | { |
---|
834 | // dla neuronow osadzonych na Partach |
---|
835 | i2 = m_Mod[i]->findPart(P1); // znajdz indeks Part w Modelu |
---|
836 | m_aDegrees[i][i2][2] += neuro_connections; // zwieksz liczbe Connections+Neurons dla tego Part (TDN[2]) |
---|
837 | m_aDegrees[i][i2][3]++; // zwieksz liczbe Neurons dla tego Part (TDN[3]) |
---|
838 | } |
---|
839 | else |
---|
840 | { |
---|
841 | // dla neuronow nie osadzonych na partach |
---|
842 | J1 = N->getJoint(); |
---|
843 | if (J1) |
---|
844 | { |
---|
845 | // dla tych na Jointach |
---|
846 | m_aOnJoint[i][2] += neuro_connections; // zwieksz liczbe Connections+Neurons |
---|
847 | m_aOnJoint[i][3]++; // zwieksz liczbe Neurons |
---|
848 | } |
---|
849 | else |
---|
850 | { |
---|
851 | // dla tych "gdziekolwiek" |
---|
852 | m_aAnywhere[i][2] += neuro_connections; // zwieksz liczbe Connections+Neurons |
---|
853 | m_aAnywhere[i][3]++; // zwieksz liczbe Neurons |
---|
854 | } |
---|
855 | } |
---|
856 | } |
---|
857 | } |
---|
858 | return 1; |
---|
859 | } |
---|
860 | |
---|
861 | /** Sorts arrays m_aDegrees (for each organism) by Part's degree, and then by |
---|
862 | number of neural connections and neurons in groups of Parts with the same |
---|
863 | degree. |
---|
864 | Assumptions: |
---|
865 | - Models (m_Mod) are created and available. |
---|
866 | - Arrays m_aDegrees are created. |
---|
867 | @saeDegrees, CompareItemNo |
---|
868 | */ |
---|
869 | int ModelSimil::SortPartInfoTables() |
---|
870 | { |
---|
871 | // sprawdz zalozenie - o modelach |
---|
872 | assert((m_Mod[0] != NULL) && (m_Mod[1] != NULL)); |
---|
873 | assert(m_Mod[0]->isValid() && m_Mod[1]->isValid()); |
---|
874 | |
---|
875 | // sprawdz zalozenie - o tablicach |
---|
876 | assert(m_aDegrees[0] != NULL); |
---|
877 | assert(m_aDegrees[1] != NULL); |
---|
878 | |
---|
879 | int i; |
---|
880 | // sortowanie obu tablic wg stopni punktów - TDN[1] |
---|
881 | if (isFuzzy != 1) |
---|
882 | { |
---|
883 | for (i = 0; i < 2; i++) |
---|
884 | { |
---|
885 | DB(_PrintDegrees(i)); |
---|
886 | std::qsort(m_aDegrees[i], (size_t) (m_Mod[i]->getPartCount()), |
---|
887 | sizeof (TDN), ModelSimil::CompareDegrees); |
---|
888 | DB(_PrintDegrees(i)); |
---|
889 | } |
---|
890 | }//sortowanie wg romzmytego stopnia wierzcholka |
---|
891 | |
---|
892 | else |
---|
893 | { |
---|
894 | SortPartInfoFuzzy(); |
---|
895 | } |
---|
896 | |
---|
897 | |
---|
898 | // sprawdzenie wartosci parametru |
---|
899 | DB(i = sizeof (TDN);) |
---|
900 | int degreeType = (isFuzzy == 1) ? FUZZ_DEG : DEGREE; |
---|
901 | |
---|
902 | // sortowanie obu tablic m_aDegrees wedlug liczby neuronów i |
---|
903 | // czesci neuronu - ale w obrebie grup o tym samym stopniu |
---|
904 | for (i = 0; i < 2; i++) |
---|
905 | { |
---|
906 | int iPocz = 0; |
---|
907 | int iDeg, iNewDeg, iPartCount, j; |
---|
908 | // stopien pierwszego punktu w tablicy Degrees odniesienie |
---|
909 | iDeg = m_aDegrees[i][0][degreeType]; |
---|
910 | iPartCount = m_Mod[i]->getPartCount(); |
---|
911 | // po kolei dla kazdego punktu w organizmie |
---|
912 | for (j = 0; j <= iPartCount; j++) |
---|
913 | { |
---|
914 | // sprawdz stopien punktu (lub nadaj 0 - gdy juz koniec tablicy) |
---|
915 | // iNewDeg = (j != iPartCount) ? m_aDegrees[i][j][1] : 0; |
---|
916 | // usunieto stara wersje porownania!!! wprowadzono znak porownania < |
---|
917 | |
---|
918 | iNewDeg = (j < iPartCount) ? m_aDegrees[i][j][degreeType] : 0; |
---|
919 | // skoro tablice sa posortowane wg stopni, to mamy na pewno taka kolejnosc |
---|
920 | assert(iNewDeg <= iDeg); |
---|
921 | if (iNewDeg != iDeg) |
---|
922 | { |
---|
923 | // gdy znaleziono koniec grupy o tym samym stopniu |
---|
924 | // sortuj po liczbie neuronow w obrebie grupy |
---|
925 | DB(_PrintDegrees(i)); |
---|
926 | DB(printf("qsort( poczatek=%i, rozmiar=%i, sizeof(TDN)=%i)\n", iPocz, (j - iPocz), sizeof (TDN));) |
---|
927 | // wyswietlamy z jedna komorka po zakonczeniu tablicy |
---|
928 | DB(_PrintArray(m_aDegrees[i][iPocz], 0, (j - iPocz)*4);) |
---|
929 | |
---|
930 | std::qsort(m_aDegrees[i][iPocz], (size_t) (j - iPocz), |
---|
931 | sizeof (TDN), ModelSimil::CompareConnsNo); |
---|
932 | DB(_PrintDegrees(i)); |
---|
933 | // wyswietlamy z jedna komorka po zakonczeniu tablicy |
---|
934 | DB(_PrintArray(m_aDegrees[i][iPocz], 0, (j - iPocz)*4);) |
---|
935 | // rozpocznij nowa grupe |
---|
936 | iPocz = j; |
---|
937 | iDeg = iNewDeg; |
---|
938 | } |
---|
939 | } |
---|
940 | } |
---|
941 | return 1; |
---|
942 | } |
---|
943 | |
---|
944 | int ModelSimil::SortPartInfoFuzzy() |
---|
945 | { |
---|
946 | |
---|
947 | // sprawdz zalozenie - o modelach |
---|
948 | assert((m_Mod[0] != NULL) && (m_Mod[1] != NULL)); |
---|
949 | assert(m_Mod[0]->isValid() && m_Mod[1]->isValid()); |
---|
950 | |
---|
951 | // sprawdz zalozenie - o tablicach |
---|
952 | assert(m_aDegrees[0] != NULL); |
---|
953 | assert(m_aDegrees[1] != NULL); |
---|
954 | // sprawdz zalozenie - o tablicach |
---|
955 | assert(m_fuzzyNeighb[0] != NULL); |
---|
956 | assert(m_fuzzyNeighb[1] != NULL); |
---|
957 | |
---|
958 | |
---|
959 | TDN * m_aDegreesTmp[2]; |
---|
960 | |
---|
961 | for (int i = 0; i < 2; i++) |
---|
962 | { |
---|
963 | int partCount = m_Mod[i]->getPartCount(); |
---|
964 | m_aDegreesTmp[i] = new TDN[ partCount ]; |
---|
965 | |
---|
966 | for (int j = 0; j < partCount; j++) |
---|
967 | { |
---|
968 | for (int k = 0; k < TDN_SIZE; k++) |
---|
969 | { |
---|
970 | m_aDegreesTmp[i][j][k] = m_aDegrees[i][j][k]; |
---|
971 | } |
---|
972 | } |
---|
973 | } |
---|
974 | |
---|
975 | int newInd = 0; |
---|
976 | for (int i = 0; i < 2; i++) |
---|
977 | { |
---|
978 | int partCount = m_Mod[i]->getPartCount(); |
---|
979 | for (int j = 0; j < partCount; j++) |
---|
980 | { |
---|
981 | newInd = (int) m_fuzzyNeighb[i][j][0]; |
---|
982 | for (int k = 0; k < TDN_SIZE; k++) |
---|
983 | { |
---|
984 | m_aDegrees[i][j][k] = m_aDegreesTmp[i][newInd][k]; |
---|
985 | } |
---|
986 | } |
---|
987 | } |
---|
988 | |
---|
989 | SAFEDELETEARRAY(m_aDegreesTmp[0]); |
---|
990 | SAFEDELETEARRAY(m_aDegreesTmp[1]); |
---|
991 | |
---|
992 | CheckFuzzyIdentity(); |
---|
993 | |
---|
994 | return 1; |
---|
995 | } |
---|
996 | |
---|
997 | /** Checks if given Parts have identical physical and biological properties |
---|
998 | (except for geometry that might differ). |
---|
999 | @param P1 Pointer to first Part. |
---|
1000 | @param P2 Pointer to second Part. |
---|
1001 | @return 1 - identical properties, 0 - there are differences. |
---|
1002 | */ |
---|
1003 | int ModelSimil::CheckPartsIdentity(Part *P1, Part *P2) |
---|
1004 | { |
---|
1005 | // sprawdz, czy te Parts chociaz sa w sensownym miejscu pamieci |
---|
1006 | assert((P1 != NULL) && (P2 != NULL)); |
---|
1007 | |
---|
1008 | if ((P1->assim != P2->assim) || |
---|
1009 | (P1->friction != P2->friction) || |
---|
1010 | (P1->ingest != P2->ingest) || |
---|
1011 | (P1->mass != P2->mass) || |
---|
1012 | (P1->size != P2->size) || |
---|
1013 | (P1->density != P2->density)) |
---|
1014 | // gdy znaleziono jakas roznice w parametrach fizycznych i |
---|
1015 | // biologicznych |
---|
1016 | return 0; |
---|
1017 | else |
---|
1018 | // gdy nie ma roznic |
---|
1019 | return 1; |
---|
1020 | } |
---|
1021 | |
---|
1022 | /** Prints the state of the matching object. Debug method. |
---|
1023 | */ |
---|
1024 | void ModelSimil::_PrintPartsMatching() |
---|
1025 | { |
---|
1026 | // assure that matching exists |
---|
1027 | assert(m_pMatching != NULL); |
---|
1028 | |
---|
1029 | printf("Parts matching:\n"); |
---|
1030 | m_pMatching->PrintMatching(); |
---|
1031 | } |
---|
1032 | |
---|
1033 | void ModelSimil::ComputeMatching() |
---|
1034 | { |
---|
1035 | // uniwersalne liczniki |
---|
1036 | int i, j; |
---|
1037 | |
---|
1038 | assert(m_pMatching != NULL); |
---|
1039 | assert(m_pMatching->IsEmpty() == true); |
---|
1040 | |
---|
1041 | // rozpoczynamy etap dopasowywania Parts w organizmach |
---|
1042 | // czy dopasowano już wszystkie Parts? |
---|
1043 | int iCzyDopasowane = 0; |
---|
1044 | // koniec grupy aktualnie dopasowywanej w każdym organizmie |
---|
1045 | int aiKoniecGrupyDopasowania[2] = {0, 0}; |
---|
1046 | // koniec grupy już w całości dopasowanej |
---|
1047 | // (Pomiedzy tymi dwoma indeksami znajduja sie Parts w tablicy |
---|
1048 | // m_aDegrees, ktore moga byc dopasowywane (tam nadal moga |
---|
1049 | // byc tez dopasowane - ale nie musi to byc w sposob |
---|
1050 | // ciagly) |
---|
1051 | int aiKoniecPierwszejGrupy[2] = {0, 0}; |
---|
1052 | // Tablica przechowująca odległości poszczególnych Parts z aktualnych |
---|
1053 | // grup dopasowania. Rozmiar - prostokąt o bokach równych liczbie elementów w |
---|
1054 | // dopasowywanych aktualnie grupach. Pierwszy wymiar - pierwszy organizm. |
---|
1055 | // Drugi wymiar - drugi organizm (nie zależy to od tego, który jest mniejszy). |
---|
1056 | // Wliczane w rozmiar tablicy są nawet już dopasowane elementy - tablice |
---|
1057 | // paiCzyDopasowany pamiętają stan dopasowania tych elementów. |
---|
1058 | typedef double *TPDouble; |
---|
1059 | double **aadOdleglosciParts; |
---|
1060 | // dwie tablice okreslajace Parts, ktore moga byc do siebie dopasowywane |
---|
1061 | // rozmiary: [0] - aiRozmiarCalychGrup[1] |
---|
1062 | // [1] - aiRozmiarCalychGrup[0] |
---|
1063 | std::vector<bool> *apvbCzyMinimalnaOdleglosc[2]; |
---|
1064 | // rozmiar aktualnie dopasowywanej grupy w odpowiednim organizmie (tylko elementy |
---|
1065 | // jeszcze niedopasowane). |
---|
1066 | int aiRozmiarGrupy[2]; |
---|
1067 | // rozmiar aktualnie dopasowywanych grup w odpowiednim organizmie (włączone są |
---|
1068 | // w to również elementy już dopasowane). |
---|
1069 | int aiRozmiarCalychGrup[2] = {0, 0}; |
---|
1070 | |
---|
1071 | // utworzenie tablicy rozmiarow |
---|
1072 | for (i = 0; i < 2; i++) |
---|
1073 | { |
---|
1074 | m_aiPartCount[i] = m_Mod[i]->getPartCount(); |
---|
1075 | } |
---|
1076 | |
---|
1077 | // DOPASOWYWANIE PARTS |
---|
1078 | while (!iCzyDopasowane) |
---|
1079 | { |
---|
1080 | // znajdz konce obu grup aktualnie dopasowywanych w obu organizmach |
---|
1081 | for (i = 0; i < 2; i++) |
---|
1082 | { |
---|
1083 | // czyli poszukaj miejsca zmiany stopnia lub konca tablicy |
---|
1084 | for (j = aiKoniecPierwszejGrupy[i] + 1; j < m_aiPartCount[i]; j++) |
---|
1085 | { |
---|
1086 | if (m_aDegrees[i][j][DEGREE] < m_aDegrees[i][j - 1][DEGREE]) |
---|
1087 | { |
---|
1088 | break; |
---|
1089 | } |
---|
1090 | } |
---|
1091 | aiKoniecGrupyDopasowania[i] = j; |
---|
1092 | |
---|
1093 | // sprawdz poprawnosc tego indeksu |
---|
1094 | assert((aiKoniecGrupyDopasowania[i] > 0) && |
---|
1095 | (aiKoniecGrupyDopasowania[i] <= m_aiPartCount[i])); |
---|
1096 | |
---|
1097 | // oblicz rozmiary całych grup - łącznie z dopasowanymi już elementami |
---|
1098 | aiRozmiarCalychGrup[i] = aiKoniecGrupyDopasowania[i] - |
---|
1099 | aiKoniecPierwszejGrupy[i]; |
---|
1100 | |
---|
1101 | // sprawdz teraz rozmiar tej grupy w sensie liczby niedopasowanzch |
---|
1102 | // nie moze to byc puste! |
---|
1103 | aiRozmiarGrupy[i] = 0; |
---|
1104 | for (j = aiKoniecPierwszejGrupy[i]; j < aiKoniecGrupyDopasowania[i]; j++) |
---|
1105 | { |
---|
1106 | // od poczatku do konca grupy |
---|
1107 | if (!m_pMatching->IsMatched(i, j)) |
---|
1108 | { |
---|
1109 | // jesli niedopasowany, to zwieksz licznik |
---|
1110 | aiRozmiarGrupy[i]++; |
---|
1111 | } |
---|
1112 | } |
---|
1113 | // grupa nie moze byc pusta! |
---|
1114 | assert(aiRozmiarGrupy[i] > 0); |
---|
1115 | } |
---|
1116 | |
---|
1117 | // DOPASOWYWANIE PARTS Z GRUP |
---|
1118 | |
---|
1119 | // stworzenie tablicy odległości lokalnych |
---|
1120 | // stwórz pierwszy wymiar - wg rozmiaru zerowego organizmu |
---|
1121 | aadOdleglosciParts = new TPDouble[ aiRozmiarCalychGrup[0] ]; |
---|
1122 | assert(aadOdleglosciParts != NULL); |
---|
1123 | // stwórz drugi wymiar - wg rozmiaru drugiego organizmu |
---|
1124 | for (i = 0; i < aiRozmiarCalychGrup[0]; i++) |
---|
1125 | { |
---|
1126 | aadOdleglosciParts[i] = new double [ aiRozmiarCalychGrup[1] ]; |
---|
1127 | assert(aadOdleglosciParts[i] != NULL); |
---|
1128 | } |
---|
1129 | |
---|
1130 | // stworzenie tablic mozliwosci dopasowania (indykatorow minimalnej odleglosci) |
---|
1131 | apvbCzyMinimalnaOdleglosc[0] = new std::vector<bool>(aiRozmiarCalychGrup[1], false); |
---|
1132 | apvbCzyMinimalnaOdleglosc[1] = new std::vector<bool>(aiRozmiarCalychGrup[0], false); |
---|
1133 | // sprawdz stworzenie tablic |
---|
1134 | assert(apvbCzyMinimalnaOdleglosc[0] != NULL); |
---|
1135 | assert(apvbCzyMinimalnaOdleglosc[1] != NULL); |
---|
1136 | |
---|
1137 | // wypełnienie elementów macierzy (i,j) odległościami pomiędzy |
---|
1138 | // odpowiednimi Parts: (i) w organizmie 0 i (j) w organizmie 1. |
---|
1139 | // UWAGA! Uwzględniamy tylko te Parts, które nie są jeszcze dopasowane |
---|
1140 | // (reszta to byłaby po prostu strata czasu). |
---|
1141 | int iDeg, iNeu, iNIt; // ilościowe określenie różnic stopnia, liczby neuronów i połączeń Parts |
---|
1142 | double dGeo; // ilościowe określenie różnic geometrycznych pomiędzy Parts |
---|
1143 | // indeksy konkretnych Parts - indeksy sa ZERO-BASED, choć właściwy dostep |
---|
1144 | // do informacji o Part wymaga dodania aiKoniecPierwszejGrupy[] |
---|
1145 | // tylko aadOdleglosciParts[][] indeksuje sie bezposrednio zawartoscia iIndex[] |
---|
1146 | int iIndex[2]; |
---|
1147 | int iPartIndex[ 2 ] = {-1, -1}; // at [iModel]: original index of a Part for the specified model (iModel) |
---|
1148 | |
---|
1149 | // debug - wypisz zakres dopasowywanych indeksow |
---|
1150 | DB(printf("Organizm 0: grupa: (%2i, %2i)\n", aiKoniecPierwszejGrupy[0], |
---|
1151 | aiKoniecGrupyDopasowania[0]);) |
---|
1152 | DB(printf("Organizm 1: grupa: (%2i, %2i)\n", aiKoniecPierwszejGrupy[1], |
---|
1153 | aiKoniecGrupyDopasowania[1]);) |
---|
1154 | |
---|
1155 | for (i = 0; i < aiRozmiarCalychGrup[0]; i++) |
---|
1156 | { |
---|
1157 | |
---|
1158 | // iterujemy i - Parts organizmu 0 |
---|
1159 | // (indeks podstawowy - aiKoniecPierwszejGrupy[0]) |
---|
1160 | |
---|
1161 | if (!(m_pMatching->IsMatched(0, aiKoniecPierwszejGrupy[0] + i))) |
---|
1162 | { |
---|
1163 | // interesuja nas tylko te niedopasowane jeszcze (i) |
---|
1164 | for (j = 0; j < aiRozmiarCalychGrup[1]; j++) |
---|
1165 | { |
---|
1166 | |
---|
1167 | // iterujemy j - Parts organizmu 1 |
---|
1168 | // (indeks podstawowy - aiKoniecPierwszejGrupy[1]) |
---|
1169 | |
---|
1170 | if (!(m_pMatching->IsMatched(1, aiKoniecPierwszejGrupy[1] + j))) |
---|
1171 | { |
---|
1172 | // interesuja nas tylko te niedopasowane jeszcze (j) |
---|
1173 | // teraz obliczymy lokalne różnice pomiędzy Parts |
---|
1174 | iDeg = abs(m_aDegrees[0][ aiKoniecPierwszejGrupy[0] + i ][1] |
---|
1175 | - m_aDegrees[1][ aiKoniecPierwszejGrupy[1] + j ][1]); |
---|
1176 | |
---|
1177 | iNIt = abs(m_aDegrees[0][ aiKoniecPierwszejGrupy[0] + i ][2] |
---|
1178 | - m_aDegrees[1][ aiKoniecPierwszejGrupy[1] + j ][2]); |
---|
1179 | |
---|
1180 | iNeu = abs(m_aDegrees[0][ aiKoniecPierwszejGrupy[0] + i ][3] |
---|
1181 | - m_aDegrees[1][ aiKoniecPierwszejGrupy[1] + j ][3]); |
---|
1182 | |
---|
1183 | // obliczenie także lokalnych różnic geometrycznych pomiędzy Parts |
---|
1184 | // find original indices of Parts for both of the models |
---|
1185 | iPartIndex[ 0 ] = m_aDegrees[0][ aiKoniecPierwszejGrupy[0] + i ][ 0 ]; |
---|
1186 | iPartIndex[ 1 ] = m_aDegrees[1][ aiKoniecPierwszejGrupy[1] + j ][ 0 ]; |
---|
1187 | // now compute the geometrical distance of these Parts (use m_aPositions |
---|
1188 | // which should be computed by SVD) |
---|
1189 | Pt3D Part0Pos(m_aPositions[ 0 ][ iPartIndex[ 0 ] ]); |
---|
1190 | Pt3D Part1Pos(m_aPositions[ 1 ][ iPartIndex[ 1 ] ]); |
---|
1191 | dGeo = m_adFactors[3] == 0 ? 0 : Part0Pos.distanceTo(Part1Pos); //no need to compute distane when m_dDG weight is 0 |
---|
1192 | |
---|
1193 | // tutaj prawdopodobnie należy jeszcze dodać sprawdzanie |
---|
1194 | // identyczności pozostałych własności (oprócz geometrii) |
---|
1195 | // - żeby móc stwierdzić w ogóle identyczność Parts |
---|
1196 | |
---|
1197 | // i ostateczna odleglosc indukowana przez te roznice |
---|
1198 | // (tutaj nie ma różnicy w liczbie wszystkich wierzchołków) |
---|
1199 | aadOdleglosciParts[i][j] = m_adFactors[1] * double(iDeg) + |
---|
1200 | m_adFactors[2] * double(iNeu) + |
---|
1201 | m_adFactors[3] * dGeo; |
---|
1202 | DB(printf("Parts Distance (%2i,%2i) = %.3lf\n", aiKoniecPierwszejGrupy[0] + i, |
---|
1203 | aiKoniecPierwszejGrupy[1] + j, aadOdleglosciParts[i][j]);) |
---|
1204 | DB(printf("Parts geometrical distance = %.20lf\n", dGeo);) |
---|
1205 | DB(printf("Pos0: (%.3lf %.3lf %.3lf)\n", Part0Pos.x, Part0Pos.y, Part0Pos.z);) |
---|
1206 | DB(printf("Pos1: (%.3lf %.3lf %.3lf)\n", Part1Pos.x, Part1Pos.y, Part1Pos.z);) |
---|
1207 | } |
---|
1208 | } |
---|
1209 | } |
---|
1210 | } |
---|
1211 | |
---|
1212 | // tutaj - sprawdzic tylko, czy tablica odleglosci lokalnych jest poprawnie obliczona |
---|
1213 | |
---|
1214 | // WYKORZYSTANIE TABLICY ODLEGLOSCI DO BUDOWY DOPASOWANIA |
---|
1215 | |
---|
1216 | // trzeba raczej iterować aż do zebrania wszystkich możliwych dopasowań w grupie |
---|
1217 | // dlatego wprowadzamy dodatkowa zmienna - czy skonczyla sie juz grupa |
---|
1218 | bool bCzyKoniecGrupy = false; |
---|
1219 | while (!bCzyKoniecGrupy) |
---|
1220 | { |
---|
1221 | for (i = 0; i < 2; i++) |
---|
1222 | { |
---|
1223 | // iterujemy (i) po organizmach |
---|
1224 | // szukamy najpierw jakiegoś niedopasowanego jeszcze Part w organizmach |
---|
1225 | |
---|
1226 | // zakładamy, że nie ma takiego Part |
---|
1227 | iIndex[i] = -1; |
---|
1228 | |
---|
1229 | for (j = 0; j < aiRozmiarCalychGrup[ i ]; j++) |
---|
1230 | { |
---|
1231 | // iterujemy (j) - Parts organizmu (i) |
---|
1232 | // (indeks podstawowy - aiKoniecPierwszejGrupy[0]) |
---|
1233 | if (!(m_pMatching->IsMatched(i, aiKoniecPierwszejGrupy[i] + j))) |
---|
1234 | { |
---|
1235 | // gdy mamy w tej grupie jakis niedopasowany element, to ustawiamy |
---|
1236 | // iIndex[i] (chcemy w zasadzie pierwszy taki) |
---|
1237 | iIndex[i] = j; |
---|
1238 | break; |
---|
1239 | } |
---|
1240 | } |
---|
1241 | |
---|
1242 | // sprawdzamy, czy w ogole znaleziono taki Part |
---|
1243 | if (iIndex[i] < 0) |
---|
1244 | { |
---|
1245 | // gdy nie znaleziono takiego Part - mamy koniec dopasowywania w |
---|
1246 | // tych grupach |
---|
1247 | bCzyKoniecGrupy = true; |
---|
1248 | } |
---|
1249 | // sprawdz poprawnosc indeksu niedopasowanego Part - musi byc w aktualnej grupie |
---|
1250 | assert((iIndex[i] >= -1) && (iIndex[i] < aiRozmiarCalychGrup[i])); |
---|
1251 | } |
---|
1252 | |
---|
1253 | |
---|
1254 | // teraz mamy sytuacje: |
---|
1255 | // - mamy w iIndex[0] i iIndex[1] indeksy pierwszych niedopasowanych Part |
---|
1256 | // w organizmach, albo |
---|
1257 | // - nie ma w ogóle już czego dopasowywać (należy przejść do innej grupy) |
---|
1258 | if (!bCzyKoniecGrupy) |
---|
1259 | { |
---|
1260 | // gdy nie ma jeszcze końca żadnej z grup - możemy dopasowywać |
---|
1261 | // najpierw wyszukujemy w tablicy minimum odległości od tych |
---|
1262 | // wyznaczonych Parts |
---|
1263 | |
---|
1264 | // najpierw wyczyscimy wektory potencjalnych dopasowan |
---|
1265 | // dla organizmu 1 (o rozmiarze grupy z 0) |
---|
1266 | for (i = 0; i < aiRozmiarCalychGrup[0]; i++) |
---|
1267 | { |
---|
1268 | apvbCzyMinimalnaOdleglosc[1]->operator[](i) = false; |
---|
1269 | } |
---|
1270 | // dla organizmu 0 (o rozmiarze grup z 1) |
---|
1271 | for (i = 0; i < aiRozmiarCalychGrup[1]; i++) |
---|
1272 | { |
---|
1273 | apvbCzyMinimalnaOdleglosc[0]->operator[](i) = false; |
---|
1274 | } |
---|
1275 | |
---|
1276 | // szukanie minimum dla Part o indeksie iIndex[0] w organizmie 0 |
---|
1277 | // wsrod niedopasowanych Parts z organizmu 1 |
---|
1278 | // zakładamy, że nie znaleliśmy jeszcze minimum |
---|
1279 | double dMinimum = HUGE_VAL; |
---|
1280 | for (i = 0; i < aiRozmiarCalychGrup[1]; i++) |
---|
1281 | { |
---|
1282 | if (!(m_pMatching->IsMatched(1, aiKoniecPierwszejGrupy[1] + i))) |
---|
1283 | { |
---|
1284 | |
---|
1285 | // szukamy minimum obliczonej lokalnej odleglosci tylko wsrod |
---|
1286 | // niedopasowanych jeszcze Parts |
---|
1287 | if (aadOdleglosciParts[ iIndex[0] ][ i ] < dMinimum) |
---|
1288 | { |
---|
1289 | dMinimum = aadOdleglosciParts[ iIndex[0] ][ i ]; |
---|
1290 | } |
---|
1291 | |
---|
1292 | // przy okazji - sprawdz, czy HUGE_VAL jest rzeczywiscie max dla double |
---|
1293 | assert(aadOdleglosciParts[ iIndex[0] ][ i ] < HUGE_VAL); |
---|
1294 | } |
---|
1295 | } |
---|
1296 | // sprawdz, czy minimum znaleziono - musi takie byc, bo jest cos niedopasowanego |
---|
1297 | assert((dMinimum >= 0.0) && (dMinimum < HUGE_VAL)); |
---|
1298 | |
---|
1299 | // teraz zaznaczamy w tablicy te wszystkie Parts, ktore maja |
---|
1300 | // rzeczywiscie te minimalna odleglosc do Part iIndex[0] w organizmie 0 |
---|
1301 | for (i = 0; i < aiRozmiarCalychGrup[1]; i++) |
---|
1302 | { |
---|
1303 | if (!(m_pMatching->IsMatched(1, aiKoniecPierwszejGrupy[1] + i))) |
---|
1304 | { |
---|
1305 | if (aadOdleglosciParts[ iIndex[0] ][ i ] == dMinimum) |
---|
1306 | { |
---|
1307 | // jesli w danym miejscu tablicy odleglosci jest faktyczne |
---|
1308 | // minimum odleglosci, to mamy potencjalna pare dla iIndex[0] |
---|
1309 | apvbCzyMinimalnaOdleglosc[0]->operator[](i) = true; |
---|
1310 | } |
---|
1311 | |
---|
1312 | // sprawdz poprawnosc znalezionego wczesniej minimum |
---|
1313 | assert(aadOdleglosciParts[ iIndex[0] ][ i ] >= dMinimum); |
---|
1314 | } |
---|
1315 | } |
---|
1316 | |
---|
1317 | // podobnie szukamy minimum dla Part o indeksie iIndex[1] w organizmie 1 |
---|
1318 | // wsrod niedopasowanych Parts z organizmu 0 |
---|
1319 | dMinimum = HUGE_VAL; |
---|
1320 | for (i = 0; i < aiRozmiarCalychGrup[0]; i++) |
---|
1321 | { |
---|
1322 | if (!(m_pMatching->IsMatched(0, aiKoniecPierwszejGrupy[0] + i))) |
---|
1323 | { |
---|
1324 | // szukamy minimum obliczonej lokalnej odleglosci tylko wsrod |
---|
1325 | // niedopasowanych jeszcze Parts |
---|
1326 | if (aadOdleglosciParts[ i ][ iIndex[1] ] < dMinimum) |
---|
1327 | { |
---|
1328 | dMinimum = aadOdleglosciParts[ i ][ iIndex[1] ]; |
---|
1329 | } |
---|
1330 | // przy okazji - sprawdz, czy HUGE_VAL jest rzeczywiscie max dla double |
---|
1331 | assert(aadOdleglosciParts[ i ][ iIndex[1] ] < HUGE_VAL); |
---|
1332 | } |
---|
1333 | } |
---|
1334 | // sprawdz, czy minimum znaleziono - musi takie byc, bo jest cos niedopasowanego |
---|
1335 | assert((dMinimum >= 0.0) && (dMinimum < HUGE_VAL)); |
---|
1336 | |
---|
1337 | // teraz zaznaczamy w tablicy te wszystkie Parts, ktore maja |
---|
1338 | // rzeczywiscie te minimalne odleglosci do Part iIndex[1] w organizmie 1 |
---|
1339 | for (i = 0; i < aiRozmiarCalychGrup[0]; i++) |
---|
1340 | { |
---|
1341 | if (!(m_pMatching->IsMatched(0, aiKoniecPierwszejGrupy[0] + i))) |
---|
1342 | { |
---|
1343 | if (aadOdleglosciParts[ i ][ iIndex[1] ] == dMinimum) |
---|
1344 | { |
---|
1345 | // jesli w danym miejscu tablicy odleglosci jest faktyczne |
---|
1346 | // minimum odleglosci, to mamy potencjalna pare dla iIndex[1] |
---|
1347 | apvbCzyMinimalnaOdleglosc[1]->operator[](i) = true; |
---|
1348 | } |
---|
1349 | |
---|
1350 | // sprawdz poprawnosc znalezionego wczesniej minimum |
---|
1351 | assert(aadOdleglosciParts[ i ][ iIndex[1] ] >= dMinimum); |
---|
1352 | } |
---|
1353 | } |
---|
1354 | |
---|
1355 | // teraz mamy juz poszukane potencjalne grupy dopasowania - musimy |
---|
1356 | // zdecydowac, co do czego dopasujemy! |
---|
1357 | // szukamy Part iIndex[0] posrod mozliwych do dopasowania dla Part iIndex[1] |
---|
1358 | // szukamy takze Part iIndex[1] posrod mozliwych do dopasowania dla Part iIndex[0] |
---|
1359 | bool PartZ1NaLiscie0 = apvbCzyMinimalnaOdleglosc[0]->operator[](iIndex[1]); |
---|
1360 | bool PartZ0NaLiscie1 = apvbCzyMinimalnaOdleglosc[1]->operator[](iIndex[0]); |
---|
1361 | |
---|
1362 | if (PartZ1NaLiscie0 && PartZ0NaLiscie1) |
---|
1363 | { |
---|
1364 | // PRZYPADEK 1. Oba Parts maja sie wzajemnie na listach mozliwych |
---|
1365 | // dopasowan. |
---|
1366 | // AKCJA. Dopasowanie wzajemne do siebie. |
---|
1367 | |
---|
1368 | m_pMatching->Match(0, aiKoniecPierwszejGrupy[0] + iIndex[0], |
---|
1369 | 1, aiKoniecPierwszejGrupy[1] + iIndex[1]); |
---|
1370 | |
---|
1371 | // zmniejsz liczby niedopasowanych elementow w grupach |
---|
1372 | aiRozmiarGrupy[0]--; |
---|
1373 | aiRozmiarGrupy[1]--; |
---|
1374 | // debug - co zostalo dopasowane |
---|
1375 | DB(printf("Przypadek 1.: dopasowane Parts: (%2i, %2i)\n", aiKoniecPierwszejGrupy[0] |
---|
1376 | + iIndex[0], aiKoniecPierwszejGrupy[1] + iIndex[1]);) |
---|
1377 | |
---|
1378 | }// PRZYPADEK 1. |
---|
1379 | else |
---|
1380 | if (PartZ1NaLiscie0 || PartZ0NaLiscie1) |
---|
1381 | { |
---|
1382 | // PRZYPADEK 2. Tylko jeden z Parts ma drugiego na swojej liscie |
---|
1383 | // mozliwych dopasowan |
---|
1384 | // AKCJA. Dopasowanie jednego jest proste (tego, ktory nie ma |
---|
1385 | // na swojej liscie drugiego). Dla tego drugiego nalezy powtorzyc |
---|
1386 | // duza czesc obliczen (znalezc mu nowa mozliwa pare) |
---|
1387 | |
---|
1388 | // indeks organizmu, ktorego Part nie ma dopasowywanego Part |
---|
1389 | // z drugiego organizmu na swojej liscie |
---|
1390 | int iBezDrugiego; |
---|
1391 | |
---|
1392 | // okreslenie indeksu organizmu z dopasowywanym Part |
---|
1393 | if (!PartZ1NaLiscie0) |
---|
1394 | { |
---|
1395 | iBezDrugiego = 0; |
---|
1396 | } |
---|
1397 | else |
---|
1398 | { |
---|
1399 | iBezDrugiego = 1; |
---|
1400 | } |
---|
1401 | // sprawdz indeks organizmu |
---|
1402 | assert((iBezDrugiego == 0) || (iBezDrugiego == 1)); |
---|
1403 | |
---|
1404 | int iDopasowywany = -1; |
---|
1405 | // poszukujemy pierwszego z listy dopasowania |
---|
1406 | for (i = 0; i < aiRozmiarCalychGrup[ 1 - iBezDrugiego ]; i++) |
---|
1407 | { |
---|
1408 | if (apvbCzyMinimalnaOdleglosc[iBezDrugiego]->operator[](i)) |
---|
1409 | { |
---|
1410 | iDopasowywany = i; |
---|
1411 | break; |
---|
1412 | } |
---|
1413 | } |
---|
1414 | // sprawdz poprawnosc indeksu dopasowywanego (musimy cos znalezc!) |
---|
1415 | // nieujemny i w odpowiedniej grupie! |
---|
1416 | assert((iDopasowywany >= 0) && |
---|
1417 | (iDopasowywany < aiRozmiarCalychGrup[ 1 - iBezDrugiego ])); |
---|
1418 | |
---|
1419 | // znalezlismy 1. Part z listy dopasowania - dopasowujemy! |
---|
1420 | m_pMatching->Match( |
---|
1421 | iBezDrugiego, |
---|
1422 | aiKoniecPierwszejGrupy[ iBezDrugiego ] + iIndex[ iBezDrugiego ], |
---|
1423 | 1 - iBezDrugiego, |
---|
1424 | aiKoniecPierwszejGrupy[ 1 - iBezDrugiego ] + iDopasowywany); |
---|
1425 | DB(printf("Przypadek 2.1.: dopasowane Parts dopasowanie bez drugiego: (%2i, %2i)\n", aiKoniecPierwszejGrupy[ iBezDrugiego ] + iIndex[ iBezDrugiego ], |
---|
1426 | aiKoniecPierwszejGrupy[ 1 - iBezDrugiego ] + iDopasowywany);) |
---|
1427 | |
---|
1428 | // zmniejsz liczby niedopasowanych elementow w grupach |
---|
1429 | aiRozmiarGrupy[0]--; |
---|
1430 | aiRozmiarGrupy[1]--; |
---|
1431 | |
---|
1432 | // sprawdz, czy jest szansa dopasowania tego Part z drugiej strony |
---|
1433 | // (ktora miala mozliwosc dopasowania tego Part z poprzedniego organizmu) |
---|
1434 | if ((aiRozmiarGrupy[0] > 0) && (aiRozmiarGrupy[1] > 0)) |
---|
1435 | { |
---|
1436 | // jesli grupy sie jeszcze nie wyczrpaly |
---|
1437 | // to jest mozliwosc dopasowania w organizmie |
---|
1438 | |
---|
1439 | int iZDrugim = 1 - iBezDrugiego; |
---|
1440 | // sprawdz indeks organizmu |
---|
1441 | assert((iZDrugim == 0) || (iZDrugim == 1)); |
---|
1442 | |
---|
1443 | // bedziemy szukac minimum wsrod niedopasowanych - musimy wykasowac |
---|
1444 | // poprzednie obliczenia minimum |
---|
1445 | // dla organizmu 1 (o rozmiarze grupy z 0) |
---|
1446 | for (i = 0; i < aiRozmiarCalychGrup[0]; i++) |
---|
1447 | { |
---|
1448 | apvbCzyMinimalnaOdleglosc[1]->operator[](i) = false; |
---|
1449 | } |
---|
1450 | // dla organizmu 0 (o rozmiarze grup z 1) |
---|
1451 | for (i = 0; i < aiRozmiarCalychGrup[1]; i++) |
---|
1452 | { |
---|
1453 | apvbCzyMinimalnaOdleglosc[0]->operator[](i) = false; |
---|
1454 | } |
---|
1455 | |
---|
1456 | // szukamy na nowo minimum dla Part o indeksie iIndex[ iZDrugim ] w organizmie iZDrugim |
---|
1457 | // wsrod niedopasowanych Parts z organizmu 1 - iZDrugim |
---|
1458 | dMinimum = HUGE_VAL; |
---|
1459 | for (i = 0; i < aiRozmiarCalychGrup[ 1 - iZDrugim ]; i++) |
---|
1460 | { |
---|
1461 | if (!(m_pMatching->IsMatched( |
---|
1462 | 1 - iZDrugim, |
---|
1463 | aiKoniecPierwszejGrupy[ 1 - iZDrugim ] + i))) |
---|
1464 | { |
---|
1465 | // szukamy minimum obliczonej lokalnej odleglosci tylko wsrod |
---|
1466 | // niedopasowanych jeszcze Parts |
---|
1467 | if (iZDrugim == 0) |
---|
1468 | { |
---|
1469 | // teraz niestety musimy rozpoznac odpowiedni organizm |
---|
1470 | // zeby moc indeksowac niesymetryczna tablice |
---|
1471 | if (aadOdleglosciParts[ iIndex[0] ][ i ] < dMinimum) |
---|
1472 | { |
---|
1473 | dMinimum = aadOdleglosciParts[ iIndex[0] ][ i ]; |
---|
1474 | } |
---|
1475 | // przy okazji - sprawdz, czy HUGE_VAL jest rzeczywiscie max dla double |
---|
1476 | assert(aadOdleglosciParts[ iIndex[0] ][ i ] < HUGE_VAL); |
---|
1477 | |
---|
1478 | } |
---|
1479 | else |
---|
1480 | { |
---|
1481 | if (aadOdleglosciParts[ i ][ iIndex[1] ] < dMinimum) |
---|
1482 | { |
---|
1483 | dMinimum = aadOdleglosciParts[ i ][ iIndex[1] ]; |
---|
1484 | } |
---|
1485 | // przy okazji - sprawdz, czy HUGE_VAL jest rzeczywiscie max dla double |
---|
1486 | assert(aadOdleglosciParts[ i ][ iIndex[1] ] < HUGE_VAL); |
---|
1487 | } |
---|
1488 | } |
---|
1489 | } |
---|
1490 | // sprawdz, czy minimum znaleziono - musi takie byc, bo jest cos niedopasowanego |
---|
1491 | assert((dMinimum >= 0.0) && (dMinimum < HUGE_VAL)); |
---|
1492 | |
---|
1493 | // teraz zaznaczamy w tablicy te wszystkie Parts, ktore maja |
---|
1494 | // rzeczywiscie te minimalne odleglosci do Part w organizmie iZDrugim |
---|
1495 | for (i = 0; i < aiRozmiarCalychGrup[ 1 - iZDrugim ]; i++) |
---|
1496 | { |
---|
1497 | if (!(m_pMatching->IsMatched( |
---|
1498 | 1 - iZDrugim, |
---|
1499 | aiKoniecPierwszejGrupy[ 1 - iZDrugim ] + i))) |
---|
1500 | { |
---|
1501 | if (iZDrugim == 0) |
---|
1502 | { |
---|
1503 | // teraz niestety musimy rozpoznac odpowiedni organizm |
---|
1504 | // zeby moc indeksowac niesymetryczna tablice |
---|
1505 | if (aadOdleglosciParts[ iIndex[0] ][ i ] == dMinimum) |
---|
1506 | { |
---|
1507 | // jesli w danym miejscu tablicy odleglosci jest faktyczne |
---|
1508 | // minimum odleglosci, to mamy potencjalna pare dla iIndex[1] |
---|
1509 | apvbCzyMinimalnaOdleglosc[0]->operator[](i) = true; |
---|
1510 | } |
---|
1511 | } |
---|
1512 | else |
---|
1513 | { |
---|
1514 | if (aadOdleglosciParts[ i ][ iIndex[1] ] == dMinimum) |
---|
1515 | { |
---|
1516 | apvbCzyMinimalnaOdleglosc[1]->operator[](i) = true; |
---|
1517 | } |
---|
1518 | } |
---|
1519 | } |
---|
1520 | } |
---|
1521 | |
---|
1522 | // a teraz - po znalezieniu potencjalnych elementow do dopasowania |
---|
1523 | // dopasowujemy pierwszy z potencjalnych |
---|
1524 | iDopasowywany = -1; |
---|
1525 | for (i = 0; i < aiRozmiarCalychGrup[ 1 - iZDrugim ]; i++) |
---|
1526 | { |
---|
1527 | if (apvbCzyMinimalnaOdleglosc[iZDrugim]->operator[](i)) |
---|
1528 | { |
---|
1529 | iDopasowywany = i; |
---|
1530 | break; |
---|
1531 | } |
---|
1532 | } |
---|
1533 | // musielismy znalezc jakiegos dopasowywanego |
---|
1534 | assert((iDopasowywany >= 0) && |
---|
1535 | (iDopasowywany < aiRozmiarCalychGrup[ 1 - iZDrugim ])); |
---|
1536 | |
---|
1537 | // no to juz mozemy dopasowac |
---|
1538 | m_pMatching->Match( |
---|
1539 | iZDrugim, |
---|
1540 | aiKoniecPierwszejGrupy[ iZDrugim ] + iIndex[ iZDrugim ], |
---|
1541 | 1 - iZDrugim, |
---|
1542 | aiKoniecPierwszejGrupy[ 1 - iZDrugim ] + iDopasowywany); |
---|
1543 | DB(printf("Przypadek 2.1.: dopasowane Parts dopasowaniebz drugim: (%2i, %2i)\n", aiKoniecPierwszejGrupy[ iZDrugim ] + iIndex[ iZDrugim ], aiKoniecPierwszejGrupy[ 1 - iZDrugim ] + iDopasowywany);) |
---|
1544 | |
---|
1545 | //aiKoniecPierwszejGrupy[ 1-iBezDrugiego ] + iDopasowywany ;) |
---|
1546 | //aiKoniecPierwszejGrupy[ 1-iBezDrugiego ] + iDopasowywany ;) |
---|
1547 | // zmniejsz liczby niedopasowanych elementow w grupach |
---|
1548 | aiRozmiarGrupy[0]--; |
---|
1549 | aiRozmiarGrupy[1]--; |
---|
1550 | |
---|
1551 | } |
---|
1552 | else |
---|
1553 | { |
---|
1554 | // jedna z grup sie juz wyczerpala |
---|
1555 | // wiec nie ma mozliwosci dopasowania tego drugiego Partu |
---|
1556 | /// i trzeba poczekac na zmiane grupy |
---|
1557 | } |
---|
1558 | |
---|
1559 | DB(printf("Przypadek 2.\n");) |
---|
1560 | |
---|
1561 | }// PRZYPADEK 2. |
---|
1562 | else |
---|
1563 | { |
---|
1564 | // PRZYPADEK 3. Zaden z Parts nie ma na liscie drugiego |
---|
1565 | // AKCJA. Niezalezne dopasowanie obu Parts do pierwszych ze swojej listy |
---|
1566 | |
---|
1567 | // najpierw dopasujemy do iIndex[0] w organizmie 0 |
---|
1568 | int iDopasowywany = -1; |
---|
1569 | // poszukujemy pierwszego z listy dopasowania - w organizmie 1 |
---|
1570 | for (i = 0; i < aiRozmiarCalychGrup[1]; i++) |
---|
1571 | { |
---|
1572 | if (apvbCzyMinimalnaOdleglosc[0]->operator[](i)) |
---|
1573 | { |
---|
1574 | iDopasowywany = i; |
---|
1575 | break; |
---|
1576 | } |
---|
1577 | } |
---|
1578 | // musielismy znalezc jakiegos dopasowywanego |
---|
1579 | assert((iDopasowywany >= 0) && |
---|
1580 | (iDopasowywany < aiRozmiarCalychGrup[1])); |
---|
1581 | |
---|
1582 | // teraz wlasnie dopasowujemy |
---|
1583 | m_pMatching->Match( |
---|
1584 | 0, |
---|
1585 | aiKoniecPierwszejGrupy[0] + iIndex[0], |
---|
1586 | 1, |
---|
1587 | aiKoniecPierwszejGrupy[1] + iDopasowywany); |
---|
1588 | |
---|
1589 | // zmniejszamy liczbe niedopasowanych Parts |
---|
1590 | aiRozmiarGrupy[0]--; |
---|
1591 | aiRozmiarGrupy[1]--; |
---|
1592 | |
---|
1593 | // debug - dopasowanie |
---|
1594 | DB(printf("Przypadek 3.: dopasowane Parts: (%2i, %2i)\n", aiKoniecPierwszejGrupy[0] |
---|
1595 | + iIndex[0], aiKoniecPierwszejGrupy[1] + iDopasowywany);) |
---|
1596 | |
---|
1597 | // teraz dopasowujemy do iIndex[1] w organizmie 1 |
---|
1598 | iDopasowywany = -1; |
---|
1599 | // poszukujemy pierwszego z listy dopasowania - w organizmie 0 |
---|
1600 | for (i = 0; i < aiRozmiarCalychGrup[0]; i++) |
---|
1601 | { |
---|
1602 | if (apvbCzyMinimalnaOdleglosc[1]->operator[](i)) |
---|
1603 | { |
---|
1604 | iDopasowywany = i; |
---|
1605 | break; |
---|
1606 | } |
---|
1607 | } |
---|
1608 | // musielismy znalezc jakiegos dopasowywanego |
---|
1609 | assert((iDopasowywany >= 0) && |
---|
1610 | (iDopasowywany < aiRozmiarCalychGrup[0])); |
---|
1611 | |
---|
1612 | // no i teraz realizujemy dopasowanie |
---|
1613 | m_pMatching->Match( |
---|
1614 | 0, |
---|
1615 | aiKoniecPierwszejGrupy[0] + iDopasowywany, |
---|
1616 | 1, |
---|
1617 | aiKoniecPierwszejGrupy[1] + iIndex[1]); |
---|
1618 | |
---|
1619 | // zmniejszamy liczbe niedopasowanych Parts |
---|
1620 | aiRozmiarGrupy[0]--; |
---|
1621 | aiRozmiarGrupy[1]--; |
---|
1622 | |
---|
1623 | // debug - dopasowanie |
---|
1624 | DB(printf("Przypadek 3.: dopasowane Parts: (%2i, %2i)\n", aiKoniecPierwszejGrupy[0] |
---|
1625 | + iDopasowywany, aiKoniecPierwszejGrupy[1] + iIndex[1]);) |
---|
1626 | |
---|
1627 | |
---|
1628 | } // PRZYPADEK 3. |
---|
1629 | |
---|
1630 | }// if (! bCzyKoniecGrupy) |
---|
1631 | else |
---|
1632 | { |
---|
1633 | // gdy mamy już koniec grup - musimy zlikwidować tablicę aadOdleglosciParts |
---|
1634 | // bo za chwilke skonczy sie nam petla |
---|
1635 | for (i = 0; i < aiRozmiarCalychGrup[0]; i++) |
---|
1636 | { |
---|
1637 | SAFEDELETEARRAY(aadOdleglosciParts[i]); |
---|
1638 | } |
---|
1639 | SAFEDELETEARRAY(aadOdleglosciParts); |
---|
1640 | |
---|
1641 | // musimy tez usunac tablice (wektory) mozliwosci dopasowania |
---|
1642 | SAFEDELETE(apvbCzyMinimalnaOdleglosc[0]); |
---|
1643 | SAFEDELETE(apvbCzyMinimalnaOdleglosc[1]); |
---|
1644 | } |
---|
1645 | } // while (! bCzyKoniecGrupy) |
---|
1646 | |
---|
1647 | // PO DOPASOWANIU WSZYSTKIEGO Z GRUP (CO NAJMNIEJ JEDNEJ GRUPY W CAŁOŚCI) |
---|
1648 | |
---|
1649 | // gdy rozmiar ktorejkolwiek z grup dopasowania spadl do zera |
---|
1650 | // to musimy przesunac KoniecPierwszejGrupy (wszystkie dopasowane) |
---|
1651 | for (i = 0; i < 2; i++) |
---|
1652 | { |
---|
1653 | // grupy nie moga miec mniejszego niz 0 rozmiaru |
---|
1654 | assert(aiRozmiarGrupy[i] >= 0); |
---|
1655 | if (aiRozmiarGrupy[i] == 0) |
---|
1656 | aiKoniecPierwszejGrupy[i] = aiKoniecGrupyDopasowania[i]; |
---|
1657 | } |
---|
1658 | |
---|
1659 | // sprawdzenie warunku konca dopasowywania - gdy nie |
---|
1660 | // ma juz w jakims organizmie co dopasowywac |
---|
1661 | if (aiKoniecPierwszejGrupy[0] >= m_aiPartCount[0] || |
---|
1662 | aiKoniecPierwszejGrupy[1] >= m_aiPartCount[1]) |
---|
1663 | { |
---|
1664 | iCzyDopasowane = 1; |
---|
1665 | } |
---|
1666 | } // koniec WHILE - petli dopasowania |
---|
1667 | } |
---|
1668 | |
---|
1669 | /** Matches Parts in both organisms so that computation of similarity is possible. |
---|
1670 | New algorithm (assures symmetry of the similarity measure) with geometry |
---|
1671 | taken into consideration. |
---|
1672 | Assumptions: |
---|
1673 | - Models (m_Mod) are created and available. |
---|
1674 | - Matching (m_pMatching) is created, but empty |
---|
1675 | Exit conditions: |
---|
1676 | - Matching (m_pMatching) is full |
---|
1677 | @return 1 if success, 0 otherwise |
---|
1678 | */ |
---|
1679 | int ModelSimil::MatchPartsGeometry() |
---|
1680 | { |
---|
1681 | // zaloz, ze sa modele i sa poprawne |
---|
1682 | assert((m_Mod[0] != NULL) && (m_Mod[1] != NULL)); |
---|
1683 | assert(m_Mod[0]->isValid() && m_Mod[1]->isValid()); |
---|
1684 | |
---|
1685 | if (!CreatePartInfoTables()) |
---|
1686 | return 0; |
---|
1687 | if (!CountPartDegrees()) |
---|
1688 | return 0; |
---|
1689 | if (!GetPartPositions()) |
---|
1690 | { |
---|
1691 | return 0; |
---|
1692 | } |
---|
1693 | if (!CountPartNeurons()) |
---|
1694 | return 0; |
---|
1695 | |
---|
1696 | |
---|
1697 | if (m_adFactors[3] > 0) |
---|
1698 | { |
---|
1699 | if (!ComputePartsPositionsBySVD()) |
---|
1700 | { |
---|
1701 | return 0; |
---|
1702 | } |
---|
1703 | } |
---|
1704 | |
---|
1705 | DB(printf("Przed sortowaniem:\n");) |
---|
1706 | DB(_PrintDegrees(0);) |
---|
1707 | DB(_PrintDegrees(1);) |
---|
1708 | |
---|
1709 | if (!SortPartInfoTables()) |
---|
1710 | return 0; |
---|
1711 | |
---|
1712 | DB(printf("Po sortowaniu:\n");) |
---|
1713 | DB(_PrintDegrees(0);) |
---|
1714 | DB(_PrintDegrees(1);) |
---|
1715 | |
---|
1716 | if (m_adFactors[3] > 0) |
---|
1717 | { |
---|
1718 | // tutaj zacznij pętlę po przekształceniach geometrycznych |
---|
1719 | const int NO_OF_TRANSFORM = 8; // liczba transformacji geometrycznych (na razie tylko ID i O_YZ) |
---|
1720 | // tablice transformacji współrzędnych; nie są to dokładnie tablice tranformacji, ale raczej tablice PRZEJŚĆ |
---|
1721 | // pomiędzy transformacjami; |
---|
1722 | // wartości orginalne transformacji dOrig uzyskuje się przez: |
---|
1723 | // for ( iTrans = 0; iTrans <= TRANS_INDEX; iTrans++ ) dOrig *= dMul[ iTrans ]; |
---|
1724 | const int dMulX[ NO_OF_TRANSFORM ] = {1, -1, -1, 1, -1, 1, -1, -1}; |
---|
1725 | const int dMulY[ NO_OF_TRANSFORM ] = {1, 1, -1, -1, -1, -1, -1, 1}; |
---|
1726 | const int dMulZ[ NO_OF_TRANSFORM ] = {1, 1, 1, -1, -1, -1, 1, 1}; |
---|
1727 | |
---|
1728 | #undef max |
---|
1729 | double dMinSimValue = std::numeric_limits<double>::max(); // minimum value of similarity |
---|
1730 | int iMinSimTransform = -1; // index of the transformation with the minimum similarity |
---|
1731 | SimilMatching *pMinSimMatching = NULL; // matching with the minimum value of similarity |
---|
1732 | |
---|
1733 | // remember the original positions of model 0 as computed by SVD in order to restore them later, after |
---|
1734 | // all transformations have been computed |
---|
1735 | Pt3D *StoredPositions = NULL; // array of positions of Parts, for one (0th) model |
---|
1736 | // create the stored positions |
---|
1737 | StoredPositions = new Pt3D[ m_Mod[ 0 ]->getPartCount() ]; |
---|
1738 | assert(StoredPositions != NULL); |
---|
1739 | // copy the original positions of model 0 (store them) |
---|
1740 | int iPart; // a counter of Parts |
---|
1741 | for (iPart = 0; iPart < m_Mod[ 0 ]->getPartCount(); iPart++) |
---|
1742 | { |
---|
1743 | StoredPositions[ iPart ].x = m_aPositions[ 0 ][ iPart ].x; |
---|
1744 | StoredPositions[ iPart ].y = m_aPositions[ 0 ][ iPart ].y; |
---|
1745 | StoredPositions[ iPart ].z = m_aPositions[ 0 ][ iPart ].z; |
---|
1746 | } |
---|
1747 | // now the original positions of model 0 are stored |
---|
1748 | |
---|
1749 | |
---|
1750 | int iTransform; // a counter of geometric transformations |
---|
1751 | for (iTransform = 0; iTransform < NO_OF_TRANSFORM; iTransform++) |
---|
1752 | { |
---|
1753 | // for each geometric transformation to be done |
---|
1754 | // entry conditions: |
---|
1755 | // - models (m_Mod) exist and are available |
---|
1756 | // - matching (m_pMatching) exists and is empty |
---|
1757 | // - all properties are created and available (m_aDegrees and m_aPositions) |
---|
1758 | |
---|
1759 | // recompute geometric properties according to the transformation iTransform |
---|
1760 | // but only for model 0 |
---|
1761 | for (iPart = 0; iPart < m_Mod[ 0 ]->getPartCount(); iPart++) |
---|
1762 | { |
---|
1763 | // for each iPart, a part of the model iMod |
---|
1764 | m_aPositions[ 0 ][ iPart ].x *= dMulX[ iTransform ]; |
---|
1765 | m_aPositions[ 0 ][ iPart ].y *= dMulY[ iTransform ]; |
---|
1766 | m_aPositions[ 0 ][ iPart ].z *= dMulZ[ iTransform ]; |
---|
1767 | } |
---|
1768 | // now the positions are recomputed |
---|
1769 | ComputeMatching(); |
---|
1770 | |
---|
1771 | // teraz m_pMatching istnieje i jest pełne |
---|
1772 | assert(m_pMatching != NULL); |
---|
1773 | assert(m_pMatching->IsFull() == true); |
---|
1774 | |
---|
1775 | // wykorzystaj to dopasowanie i geometrię do obliczenia tymczasowej wartości miary |
---|
1776 | int iTempRes = CountPartsDistance(); |
---|
1777 | // załóż sukces |
---|
1778 | assert(iTempRes == 1); |
---|
1779 | double dCurrentSim = m_adFactors[0] * double(m_iDV) + |
---|
1780 | m_adFactors[1] * double(m_iDD) + |
---|
1781 | m_adFactors[2] * double(m_iDN) + |
---|
1782 | m_adFactors[3] * double(m_dDG); |
---|
1783 | // załóż poprawną wartość podobieństwa |
---|
1784 | assert(dCurrentSim >= 0.0); |
---|
1785 | |
---|
1786 | // porównaj wartość obliczoną z dotychczasowym minimum |
---|
1787 | if (dCurrentSim < dMinSimValue) |
---|
1788 | { |
---|
1789 | // jeśli uzyskano mniejszą wartość dopasowania, |
---|
1790 | // to zapamiętaj to przekształcenie geometryczne i dopasowanie |
---|
1791 | dMinSimValue = dCurrentSim; |
---|
1792 | iMinSimTransform = iTransform; |
---|
1793 | SAFEDELETE(pMinSimMatching); |
---|
1794 | pMinSimMatching = new SimilMatching(*m_pMatching); |
---|
1795 | assert(pMinSimMatching != NULL); |
---|
1796 | } |
---|
1797 | |
---|
1798 | // teraz już można usunąć stare dopasowanie (dla potrzeb następnego przebiegu pętli) |
---|
1799 | m_pMatching->Empty(); |
---|
1800 | } // for ( iTransform ) |
---|
1801 | |
---|
1802 | // po pętli przywróć najlepsze dopasowanie |
---|
1803 | delete m_pMatching; |
---|
1804 | m_pMatching = pMinSimMatching; |
---|
1805 | |
---|
1806 | DB(printf("Matching has been chosen!\n");) |
---|
1807 | // print the name of the chosen transformation: |
---|
1808 | // printf("Chosen transformation: %s\n", szTransformNames[ iMinSimTransform ] ); |
---|
1809 | |
---|
1810 | // i przywróć jednocześnie pozycje Parts modelu 0 dla tego dopasowania |
---|
1811 | // - najpierw przywroc Parts pozycje orginalne, po SVD |
---|
1812 | for (iPart = 0; iPart < m_Mod[ 0 ]->getPartCount(); iPart++) |
---|
1813 | { |
---|
1814 | m_aPositions[ 0 ][ iPart ].x = StoredPositions[ iPart ].x; |
---|
1815 | m_aPositions[ 0 ][ iPart ].y = StoredPositions[ iPart ].y; |
---|
1816 | m_aPositions[ 0 ][ iPart ].z = StoredPositions[ iPart ].z; |
---|
1817 | } |
---|
1818 | // - usun teraz zapamietane pozycje Parts |
---|
1819 | delete [] StoredPositions; |
---|
1820 | // - a teraz oblicz na nowo wspolrzedne wlasciwego przeksztalcenia dla model 0 |
---|
1821 | for (iTransform = 0; iTransform <= iMinSimTransform; iTransform++) |
---|
1822 | { |
---|
1823 | // for each transformation before and INCLUDING iMinTransform |
---|
1824 | // do the transformation (only model 0) |
---|
1825 | for (iPart = 0; iPart < m_Mod[ 0 ]->getPartCount(); iPart++) |
---|
1826 | { |
---|
1827 | m_aPositions[ 0 ][ iPart ].x *= dMulX[ iTransform ]; |
---|
1828 | m_aPositions[ 0 ][ iPart ].y *= dMulY[ iTransform ]; |
---|
1829 | m_aPositions[ 0 ][ iPart ].z *= dMulZ[ iTransform ]; |
---|
1830 | } |
---|
1831 | } |
---|
1832 | |
---|
1833 | } |
---|
1834 | else |
---|
1835 | { |
---|
1836 | ComputeMatching(); |
---|
1837 | } |
---|
1838 | // teraz dopasowanie musi byc pelne - co najmniej w jednym organizmie musza byc |
---|
1839 | // wszystkie elementy dopasowane |
---|
1840 | assert(m_pMatching->IsFull() == true); |
---|
1841 | |
---|
1842 | // _PrintDegrees(0); |
---|
1843 | // _PrintDegrees(1); |
---|
1844 | |
---|
1845 | DB(_PrintPartsMatching();) |
---|
1846 | |
---|
1847 | |
---|
1848 | return 1; |
---|
1849 | } |
---|
1850 | |
---|
1851 | void ModelSimil::_PrintSeamnessTable(std::vector<int> *pTable, int iCount) |
---|
1852 | { |
---|
1853 | int i; |
---|
1854 | printf(" "); |
---|
1855 | for (i = 0; i < iCount; i++) |
---|
1856 | printf("%3i ", i); |
---|
1857 | printf("\n "); |
---|
1858 | for (i = 0; i < iCount; i++) |
---|
1859 | { |
---|
1860 | |
---|
1861 | printf("%3i ", pTable->operator[](i)); |
---|
1862 | } |
---|
1863 | printf("\n"); |
---|
1864 | } |
---|
1865 | |
---|
1866 | /** Computes elements of similarity (m_iDD, m_iDN, m_dDG) based on underlying matching. |
---|
1867 | Assumptions: |
---|
1868 | - Matching (m_pMatching) exists and is full. |
---|
1869 | - Internal arrays m_aDegrees and m_aPositions exist and are properly filled in |
---|
1870 | Exit conditions: |
---|
1871 | - Elements of similarity are computed (m)iDD, m_iDN, m_dDG). |
---|
1872 | @return 1 if success, otherwise 0. |
---|
1873 | */ |
---|
1874 | int ModelSimil::CountPartsDistance() |
---|
1875 | { |
---|
1876 | int i, temp; |
---|
1877 | |
---|
1878 | // assume existence of m_pMatching |
---|
1879 | assert(m_pMatching != NULL); |
---|
1880 | // musi byc pelne! |
---|
1881 | assert(m_pMatching->IsFull() == true); |
---|
1882 | |
---|
1883 | // roznica w stopniach |
---|
1884 | m_iDD = 0; |
---|
1885 | // roznica w liczbie neuronów |
---|
1886 | m_iDN = 0; |
---|
1887 | // roznica w odleglosci dopasowanych Parts |
---|
1888 | m_dDG = 0.0; |
---|
1889 | |
---|
1890 | int iOrgPart, iOrgMatchedPart; // orginalny indeks Part i jego dopasowanego Part |
---|
1891 | int iMatchedPart; // indeks (wg sortowania) dopasowanego Part |
---|
1892 | |
---|
1893 | // wykorzystanie dopasowania do zliczenia m_iDD - roznicy w stopniach |
---|
1894 | // i m_iDN - roznicy w liczbie neuronow |
---|
1895 | // petla w wiekszej tablicy |
---|
1896 | for (i = 0; i < m_aiPartCount[1 - m_iSmaller]; i++) |
---|
1897 | { |
---|
1898 | // dla kazdego elementu [i] z wiekszego organizmu |
---|
1899 | // pobierz jego orginalny indeks w organizmie z tablicy TDN |
---|
1900 | iOrgPart = m_aDegrees[ 1 - m_iSmaller ][ i ][ 0 ]; |
---|
1901 | if (!(m_pMatching->IsMatched(1 - m_iSmaller, i))) |
---|
1902 | { |
---|
1903 | // gdy nie zostal dopasowany |
---|
1904 | // dodaj jego stopien do DD |
---|
1905 | m_iDD += m_aDegrees[1 - m_iSmaller][i][1]; |
---|
1906 | // dodaj liczbe neuronow do DN |
---|
1907 | m_iDN += m_aDegrees[1 - m_iSmaller][i][3]; |
---|
1908 | // i oblicz odleglosc tego Part od srodka organizmu (0,0,0) |
---|
1909 | // (uzyj orginalnego indeksu) |
---|
1910 | //no need to compute distane when m_dDG weight is 0 |
---|
1911 | m_dDG += m_adFactors[3] == 0 ? 0 : m_aPositions[ 1 - m_iSmaller ][ iOrgPart ].length(); |
---|
1912 | } |
---|
1913 | else |
---|
1914 | { |
---|
1915 | // gdy byl dopasowany |
---|
1916 | // pobierz indeks (po sortowaniu) tego dopasowanego Part |
---|
1917 | iMatchedPart = m_pMatching->GetMatchedIndex(1 - m_iSmaller, i); |
---|
1918 | // pobierz indeks orginalny tego dopasowanego Part |
---|
1919 | iOrgMatchedPart = m_aDegrees[ m_iSmaller ][ iMatchedPart ][0]; |
---|
1920 | // dodaj ABS roznicy stopni do DD |
---|
1921 | temp = m_aDegrees[1 - m_iSmaller][i][1] - |
---|
1922 | m_aDegrees[ m_iSmaller ][ iMatchedPart ][1]; |
---|
1923 | m_iDD += abs(temp); |
---|
1924 | // dodaj ABS roznicy neuronow do DN |
---|
1925 | temp = m_aDegrees[1 - m_iSmaller][i][3] - |
---|
1926 | m_aDegrees[ m_iSmaller ][ iMatchedPart ][3]; |
---|
1927 | m_iDN += abs(temp); |
---|
1928 | // pobierz polozenie dopasowanego Part |
---|
1929 | Pt3D MatchedPartPos(m_aPositions[ m_iSmaller ][ iOrgMatchedPart ]); |
---|
1930 | // dodaj euklidesowa odleglosc Parts do sumy odleglosci |
---|
1931 | //no need to compute distane when m_dDG weight is 0 |
---|
1932 | m_dDG +=m_adFactors[3] == 0 ? 0 : m_aPositions[ 1 - m_iSmaller ][ iOrgPart ].distanceTo(MatchedPartPos); |
---|
1933 | } |
---|
1934 | } |
---|
1935 | |
---|
1936 | // obliczenie i dodanie różnicy w liczbie neuronów OnJoint... |
---|
1937 | temp = m_aOnJoint[0][3] - m_aOnJoint[1][3]; |
---|
1938 | m_iDN += abs(temp); |
---|
1939 | DB(printf("OnJoint DN: %i\n", abs(temp));) |
---|
1940 | // ... i Anywhere |
---|
1941 | temp = m_aAnywhere[0][3] - m_aAnywhere[1][3]; |
---|
1942 | m_iDN += abs(temp); |
---|
1943 | DB(printf("Anywhere DN: %i\n", abs(temp));) |
---|
1944 | |
---|
1945 | return 1; |
---|
1946 | } |
---|
1947 | |
---|
1948 | /** Computes new positions of Parts of both of organisms stored in the object. |
---|
1949 | Assumptions: |
---|
1950 | - models (m_Mod) are created and valid |
---|
1951 | - positions (m_aPositions) are created and filled with original positions of Parts |
---|
1952 | - the sorting algorithm was not yet run on the array m_aDegrees |
---|
1953 | @return true if successful; false otherwise |
---|
1954 | */ |
---|
1955 | bool ModelSimil::ComputePartsPositionsBySVD() |
---|
1956 | { |
---|
1957 | bool bResult = true; // the result; assume a success |
---|
1958 | |
---|
1959 | // check assumptions |
---|
1960 | // the models |
---|
1961 | assert(m_Mod[0] != NULL && m_Mod[0]->isValid()); |
---|
1962 | assert(m_Mod[1] != NULL && m_Mod[1]->isValid()); |
---|
1963 | // the position arrays |
---|
1964 | assert(m_aPositions[0] != NULL); |
---|
1965 | assert(m_aPositions[1] != NULL); |
---|
1966 | |
---|
1967 | int iMod; // a counter of models |
---|
1968 | // use SVD to obtain different point of view on organisms |
---|
1969 | // and store the new positions (currently the original ones are still stored) |
---|
1970 | for (iMod = 0; iMod < 2; iMod++) |
---|
1971 | { |
---|
1972 | // prepare the vector of errors of approximation for the SVD |
---|
1973 | std::vector<double> vEigenvalues; |
---|
1974 | int nSize = m_Mod[ iMod ]->getPartCount(); |
---|
1975 | |
---|
1976 | double *pDistances = (double *) malloc(nSize * nSize * sizeof (double)); |
---|
1977 | |
---|
1978 | for (int i = 0; i < nSize; i++) |
---|
1979 | { |
---|
1980 | pDistances[i] = 0; |
---|
1981 | } |
---|
1982 | |
---|
1983 | Model *pModel = m_Mod[ iMod ]; // use the model of the iMod (current) organism |
---|
1984 | int iP1, iP2; // indices of Parts in the model |
---|
1985 | Part *P1, *P2; // pointers to Parts |
---|
1986 | Pt3D P1Pos, P2Pos; // positions of parts |
---|
1987 | double dDistance; // the distance between Parts |
---|
1988 | for (iP1 = 0; iP1 < pModel->getPartCount(); iP1++) |
---|
1989 | { |
---|
1990 | // for each iP1, a Part index in the model of organism iMod |
---|
1991 | P1 = pModel->getPart(iP1); |
---|
1992 | // get the position of the Part |
---|
1993 | P1Pos = P1->p; |
---|
1994 | for (iP2 = 0; iP2 < pModel->getPartCount(); iP2++) |
---|
1995 | { |
---|
1996 | // for each (iP1, iP2), a pair of Parts index in the model |
---|
1997 | P2 = pModel->getPart(iP2); |
---|
1998 | // get the position of the Part |
---|
1999 | P2Pos = P2->p; |
---|
2000 | // compute the geometric (Euclidean) distance between the Parts |
---|
2001 | dDistance = P1Pos.distanceTo(P2Pos); |
---|
2002 | // store the distance |
---|
2003 | pDistances[iP1 * nSize + iP2] = dDistance; |
---|
2004 | } // for (iP2) |
---|
2005 | } // for (iP1) |
---|
2006 | |
---|
2007 | MatrixTools::SVD(vEigenvalues, nSize, pDistances, m_aPositions[ iMod ]); |
---|
2008 | free(pDistances); |
---|
2009 | } |
---|
2010 | |
---|
2011 | return bResult; |
---|
2012 | } |
---|
2013 | |
---|
2014 | void ModelSimil::p_evaldistance(ExtValue *args, ExtValue *ret) |
---|
2015 | { |
---|
2016 | Geno *g1 = GenoObj::fromObject(args[1]); |
---|
2017 | Geno *g2 = GenoObj::fromObject(args[0]); |
---|
2018 | if ((!g1) || (!g2)) |
---|
2019 | ret->setEmpty(); |
---|
2020 | else |
---|
2021 | ret->setDouble(EvaluateDistance(g1, g2)); |
---|
2022 | } |
---|