模拟退火的SAW板材开料优化C#代码

时间: 2023-10-19 11:09:36 浏览: 42
以下是一个基于模拟退火算法的板材开料优化的C#代码实现,适用于SAW (Simulated Annealing Woodwork)。 ``` using System; using System.Collections.Generic; using System.Linq; using System.Text; using System.Threading.Tasks; namespace SAW { class Program { static void Main(string[] args) { // 设置板材尺寸和待切割的零件数量 int boardWidth = 1200; int boardHeight = 2400; int numParts = 20; // 随机生成零件尺寸 Random rand = new Random(); List<Part> parts = new List<Part>(); for (int i = 0; i < numParts; i++) { int width = rand.Next(100, 1000); int height = rand.Next(100, 1000); parts.Add(new Part(width, height)); } // 初始化模拟退火算法 double initialTemp = 10000; double coolingRate = 0.003; double currentTemp = initialTemp; BoardLayout currentLayout = new BoardLayout(boardWidth, boardHeight, parts); BoardLayout bestLayout = currentLayout; // 开始模拟退火 while (currentTemp > 1) { // 生成一个新的布局 BoardLayout newLayout = currentLayout.GenerateNeighborLayout(); // 计算能量差 double energyDiff = newLayout.GetEnergy() - currentLayout.GetEnergy(); // 根据概率接受或拒绝新布局 if (energyDiff < 0 || Math.Exp(-energyDiff / currentTemp) > rand.NextDouble()) { currentLayout = newLayout; } // 更新最优解 if (currentLayout.GetEnergy() < bestLayout.GetEnergy()) { bestLayout = currentLayout; } // 降温 currentTemp *= 1 - coolingRate; } // 输出最终结果 Console.WriteLine("Best Layout: "); Console.WriteLine(bestLayout); Console.ReadLine(); } } // 零件类 class Part { public int Width { get; set; } public int Height { get; set; } public Part(int width, int height) { Width = width; Height = height; } } // 布局类 class BoardLayout { private int boardWidth; private int boardHeight; private List<Part> parts; private List<Rectangle> rectangles; public BoardLayout(int boardWidth, int boardHeight, List<Part> parts) { this.boardWidth = boardWidth; this.boardHeight = boardHeight; this.parts = parts; rectangles = new List<Rectangle>(); for (int i = 0; i < parts.Count; i++) { rectangles.Add(new Rectangle(0, 0, parts[i].Width, parts[i].Height)); } } // 生成邻居布局 public BoardLayout GenerateNeighborLayout() { Random rand = new Random(); BoardLayout newLayout = new BoardLayout(boardWidth, boardHeight, parts); int index = rand.Next(parts.Count); Rectangle rect = newLayout.rectangles[index]; int dx = rand.Next(-rect.X, boardWidth - rect.X - rect.Width); int dy = rand.Next(-rect.Y, boardHeight - rect.Y - rect.Height); rect.X += dx; rect.Y += dy; return newLayout; } // 计算能量 public double GetEnergy() { double energy = 0; for (int i = 0; i < rectangles.Count; i++) { Rectangle rect1 = rectangles[i]; for (int j = i + 1; j < rectangles.Count; j++) { Rectangle rect2 = rectangles[j]; energy += rect1.GetOverlapArea(rect2); } energy += rect1.GetOutOfBoundsArea(boardWidth, boardHeight); } return energy; } // 输出布局信息 public override string ToString() { StringBuilder sb = new StringBuilder(); for (int i = 0; i < rectangles.Count; i++) { sb.Append("Part " + i + ": (" + rectangles[i].X + ", " + rectangles[i].Y + ")\n"); } return sb.ToString(); } } // 矩形类 class Rectangle { public int X { get; set; } public int Y { get; set; } public int Width { get; set; } public int Height { get; set; } public Rectangle(int x, int y, int width, int height) { X = x; Y = y; Width = width; Height = height; } // 计算重叠面积 public int GetOverlapArea(Rectangle other) { int x1 = Math.Max(X, other.X); int y1 = Math.Max(Y, other.Y); int x2 = Math.Min(X + Width, other.X + other.Width); int y2 = Math.Min(Y + Height, other.Y + other.Height); return Math.Max(0, (x2 - x1) * (y2 - y1)); } // 计算越界面积 public int GetOutOfBoundsArea(int boardWidth, int boardHeight) { int outOfBoundsArea = 0; if (X < 0) { outOfBoundsArea += (0 - X) * Height; } if (X + Width > boardWidth) { outOfBoundsArea += (X + Width - boardWidth) * Height; } if (Y < 0) { outOfBoundsArea += (0 - Y) * Width; } if (Y + Height > boardHeight) { outOfBoundsArea += (Y + Height - boardHeight) * Width; } return outOfBoundsArea; } } } ``` 请注意,这只是一个基本的实现示例,可以根据具体需要进行修改和优化。

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