From d4843c93a355a65b89b7ddc8fcf9db3c742e66be Mon Sep 17 00:00:00 2001 From: 13766800364 <13766800364@qq.com> Date: Thu, 9 Oct 2025 16:11:32 +0800 Subject: [PATCH] Add File --- .../gitee/drinkjava2/frog/brain/Genes.java | 191 ++++++++++++++++++ 1 file changed, 191 insertions(+) create mode 100644 history/016c_OneInput/src/main/java/com/gitee/drinkjava2/frog/brain/Genes.java diff --git a/history/016c_OneInput/src/main/java/com/gitee/drinkjava2/frog/brain/Genes.java b/history/016c_OneInput/src/main/java/com/gitee/drinkjava2/frog/brain/Genes.java new file mode 100644 index 0000000..cd7fbc8 --- /dev/null +++ b/history/016c_OneInput/src/main/java/com/gitee/drinkjava2/frog/brain/Genes.java @@ -0,0 +1,191 @@ +/* + * Copyright 2018 the original author or authors. + * Licensed under the Apache License, Version 2.0 (the "License"); you may not + * use this file except in compliance with the License. You may obtain a copy of + * the License at http://www.apache.org/licenses/LICENSE-2.0 Unless required by + * applicable law or agreed to in writing, software distributed under the + * License is distributed on an "AS IS" BASIS, WITHOUT WARRANTIES OR CONDITIONS + * OF ANY KIND, either express or implied. See the License for the specific + * language governing permissions and limitations under the License. + */ +package com.gitee.drinkjava2.frog.brain; + +import java.util.ArrayList; + +import com.gitee.drinkjava2.frog.Animal; +import com.gitee.drinkjava2.frog.Env; + +/** + * Genes代表不同的脑细胞参数，对应每个参数，用8叉/4叉/2叉树算法给每个细胞添加细胞参数和行为。 + * 每个脑细胞用一个long来存储，所以目前最多允许64个基因位, + * 多字节参数可以由多个基因位决定。每个基因位都由一个单独的阴阳8/4/2叉树控制，多个基因就组成了一个8/4/2叉树阵列 基因+分裂算法=结构 + * 基因+分裂算法+遗传算法=结构的进化 + * + * 这个类里定义每个基因位的掩码以及对应基因的细胞行为, 脑结构的所有参数，都要用基因来控制。开始时可以有常量、魔数，但以后都放到基因里去自动进化。 + * + * @author Yong Zhu + * @since 10.0 + */ +@SuppressWarnings("all") +public class Genes { // Genes登记所有的基因， 指定每个基因允许分布的空间范围。注意登录完后还要并针对每个基因在active方法里写出它对应的细胞行为 + public static int GENE_MAX = 64; // 目前最多允许64个基因 + + public static int GENE_NUMBERS = 0; // 这里统计定义了多少个基因 + private static int zeros = 0; // 当前基因位掩码0个数 + + public static boolean[] display_gene = new boolean[GENE_MAX]; // 如果这个参数为真，此基因显示在脑图上,此设定不影响逻辑 + public static boolean[] fill_gene = new boolean[GENE_MAX]; // 如果这个参数为真，此基因填充指定的区域，而不是由分裂算法随机生成 + + public static int[] xLimit = new int[GENE_MAX]; // 用来手工限定基因分布范围，详见register方法 + public static int[] yLimit = new int[GENE_MAX]; + public static int[] zLimit = new int[GENE_MAX]; + + public static ArrayList dots = new ArrayList<>(); // 临时，如果登录的范围是个三座标点，把它放在这里，以方便随机连线只落在登记的细胞上 + + /** + * Register a gene 依次从底位到高位登记所有的基因掩码及对应的相关参数 + * + * @param name + * 基因的名字，这个可选， 缺省为null + * @param maskBits + * how many mask bits 掩码位数，即有几个1 + * @param display + * whether to display the gene on the BrainPicture 是否显示在脑图 + * @param fill + * whether to fill to specified 3D/2D/1D/1Point area + * 是否直接用此基因填充指定的区域，区域可以是三维、二维、线状及一个点 + * @param x_limit + * gene only allow on specified x layer 如x_layer大于-1，且y_layer=-1, + * 表示只生成在指定的x层对应的yz平面上，这时采用4叉树而不是8叉树以提高进化速度 + * @param y_limit + * gene only allow on specified x, y axis + * 如大于-1，表示只生成在指定的x,y坐标对应的z轴上，这时采用2叉阴阳树算法 + * @param z_limit + * gene only allow on specified x, y, z 点上, 表示手工指定基因位于x,y,z坐标点上 + * @return a long wtih mask bits + * 返回基因掩码，高位由maskBits个1组成，低位是若干个0，以后判断一个cell上是否含有这个基因，只需要用cell对应的long和这个 + * 掩码做与运算即可 + */ + public static long register(String name, int maskBits, boolean display, boolean fill, int x_limit, int y_limit, int z_limit) { + if (x_limit > -1 && y_limit > -1 && z_limit > -1) {// 临时，如果登录的范围是个三座标点，把它放在这里，以方便随机连线只落在登记的细胞上 + dots.add(new Object[]{name, x_limit, y_limit, z_limit}); + } + + for (int i = GENE_NUMBERS; i < GENE_NUMBERS + maskBits; i++) { + display_gene[i] = display; + fill_gene[i] = fill; + xLimit[i] = x_limit; + yLimit[i] = y_limit; + zLimit[i] = z_limit; + } + + String one = ""; + String zero = ""; + for (int i = 1; i <= maskBits; i++) + one += "1"; + for (int i = 1; i <= GENE_NUMBERS; i++) + zero += "0"; + zeros = GENE_NUMBERS; + GENE_NUMBERS += maskBits; + if (GENE_NUMBERS >= GENE_MAX) {// + System.out.println("目前基因位数不能超过" + GENE_MAX); + System.exit(-1); + } + return Long.parseLong(one + zero, 2); // 将类似"111000"这种字符串转换为长整 + } + + public static long register(int... pos) {// 登记并指定基因允许分布的位置 + return register(null, 1, true, false, pos[0], pos[1], pos[2]); + } + + public static long registerFill(int... pos) {// 登记并手工指定基因填满的位置 + return register(null, 1, true, true, pos[0], pos[1], pos[2]); + } + + public static long registerFill(String name, int... pos) {// 登记并手工指定基因填满的位置 + return register(name, 1, true, true, pos[0], pos[1], pos[2]); + } + + public static boolean is(long cell, long geneMask) { // 判断cell是否含某个基因 + return (cell & geneMask) > 0; + } + + private static final int NA = -1; + private static final int CS4 = Env.BRAIN_SIZE / 4; + + // ============开始登记基因========== + + // 登记细胞间关联(触突树突) + static { + register(null, 24, true, false, 0, 0, -1); //先登记一些基因位，每个基因位的作用（对应各种细胞类型、行为）后面再说 + } + + // ========= active方法在每个主循环都会调用，用来存放细胞的行为，这是个重要方法 =========== + public static void active(Animal a, int step) { + int start = 0; //start是常数数组的起始点 ， 下面这些常量，先假设所有类型的细胞都共用相同的一组常量参数 + float res = a.consts[start++]; //resistance, 常量电阻，即通常说的权重, 0时为断路，1时为全通， + float not = a.consts[start++]; //not logic 反相器，如>0.5, 将会对通过的能量反相，即乘以-1 + float cellValve = a.consts[start++]; //细胞激活的阀值，神经元细胞至少能量多少，才会对激活输出细胞 + + + int hasSee1=0,hasSee2=0,hasBite=0,hasnotBite=0,hasSweet=0, hasBitter=0, hasActive=0; + + for (int z = 0; z < Env.BRAIN_SIZE; z++) {//本版本所有细胞都排成一条线，位于 z轴上 + long c = a.cells[0][0][z];//当前细胞是一个long类型 + float e = a.getEng(0, 0, z);//当前细胞的能量 + + long b=1l<<17; //特殊基因从32开始,基因本身没什么意义，你给它什么意义它就代表什么 + boolean see1 = is(c, b); //是视细胞1? + b=b<<1; + boolean bite = is(c, b); //是咬细胞? + b=b<<1; + boolean notBite = is(c, b); //是不咬细胞?即张嘴 + b=b<<1; + boolean sweet = is(c, b); //是甜细胞? + b=b<<1; + boolean bitter = is(c, b); //是苦细胞? + b=b<<1; + boolean active = is(c, b); //是活细胞? + + if(see1)hasSee1=1; + if(bite)hasBite=1; + if(notBite)hasnotBite=1; + if(sweet)hasSweet=1; + if(bitter)hasBitter=1; + if(active)hasActive=1; + + if(active) + a.setEngZ(z, 1); + + if (see1 & a.see1)//如果青蛙看到食物像素1，激活对应包含视细胞像素1基因的本细胞 + a.setEngZ(z, 1); + else + a.setEngZ(z, 0); + + if (bite && e > cellValve) {//如果咬细胞激活，咬下 + a.bite = true; + } + + if (notBite && e > cellValve) {//如果张嘴细胞激活，停止咬 + a.bite = false; + } + + //下面是细胞之间的能量传送 + if (e < 0.1f) //能量太小就跳过 + continue; + e = e * res; //静态电阻 //如果有静态电阻，能量要损耗一些 + + if (not > 0.5) //如果有反相器，能量要反相 + e = -e; + + b = 1; + for (int i = 0; i < Env.BRAIN_SIZE; i++) { //能量传到target cell + b=b<<1; + if (is(c, b << i)) //如果包含某线胞的序号，就传送能量给这个细胞 + a.addEng(0, 0, i, e); + } + } + a.fat+=(hasSee1+hasBite+hasnotBite+hasSweet+ hasBitter+ hasActive); //如果有基因在细胞里，加点分 + } + +}