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/*
Aluno: Victor Alberti Costa
Problema do Caixeiro Viajante com Coleta e Entrega (TSPPD) de Mosheiov
Uma abordagem via Variable Neighborhood Search (VNS)
Todas as instâncias podem ser encontradas em:
https://hhperez.webs.ull.es/PDsite/#XGLV99
Na aba Benchmark Instances, procurar por TS2004t2.zip para instâncias entre 20 e 60 entradas.
Na aba Benchmark Instances, procurar por TS2004t3.zip para instâncias entre 100 e 500 entradas.
Na aba Solution Values, procurar por TS2004t2.sol e TS2004t3.sol para verificação dos resultados.
Compilar:
gcc metaheuristica.c -o m -lm
Executar:
time ./m n20mosA.tsp
*/
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>
#include <time.h>
#include <math.h>
#include <stdlib.h>
// Cabeçalhos das funções
// Se vns -> 1.... funcina como vns parando a heuristica no primeiro estado em que melhora
// Se vns -> 0.... funciona como heuristica comum
// Se solInitGuloso -> 1.... retorna para uma variavel para saber que veio do guloso
// Se solInitGuloso -> 0.... retorna em uma variavel para saber que veio de uma sol init. aleatoria
float calc_distance(float *x1, float *y1, float *x2, float *y2);
float swap(int* init, int dim, int *dem, float **dist, int max, float gulosoCost, int vns, int solInitGuloso);
float opt2(int* init, int dim, int *dem, float **dist, int max, float gulosoCost, int vns, int solInitGuloso);
float opt3(int* init, int dim, int *dem, float **dist, int max, float gulosoCost, int vns, int solInitGuloso);
int* getVetorCorrente(int* vet);
// Variavel global para receber a funçao getVetorCorrente.
int *currentSolutionGlobal;
// O mesmo para o alg. guloso
int *currentSolutionGlobalGuloso;
int main (int argc, char *argv[]){
char word[50];
int flag_dimension=0, flag_capacity=0, flag_matriz = 0, flag_demand = 0;
int dimension=0, capacity=0, max_capacity=0, commodity_id = 0, pos_col = 0, last_iteration = 0;
int pickup_demand = 0, delivery_demand = 0;
int pickup_commodity = 0, delivery_commxodity = 0;
int end = 0, current_pos = 0, pre_end = 0;
int one_more = 0, end_point;
int i=0, j=0, k=0;
FILE *file;
file = fopen(argv[1], "r");
float optimal_cost = 0, cost = 99999999;
float **coord; // armazena a coordenada na leitura do tsp
float **dist; // matriz com distancia entre pontos com as coordenadas de coord - SEM DEPOSITO REPETIDO
typedef struct
{
int demand;
int visited;
} node;
node *d; // armazena as demandas de cada ponto
int *solution; // armazena os pontos percorridos em ordem
// Leitura de arquivo - INICIO
if(file == NULL){
printf("ERRO - nao foi possivel abrir o arquivo\n");
return 0;
}
else{
while((fscanf(file, "%s", word))!= EOF){ // while - Leitura de arquivo - INICIO
/* ====================== leitura de dimension e criação da matriz dinamica - INICIO ======================== */
if(flag_dimension == 1){
dimension = atoi(word);
// Criação Matriz de coord
coord = malloc(dimension* sizeof(float*)); // aloca um vetor de tam. dimension para as linhas
for(i=0; i < dimension; i++){
coord[i] = malloc(3* sizeof(float)); // aloca um vetor de tam. 3 para as colunas
}
// Criação vetor de demanda
d = malloc(dimension* sizeof(node)); // criacao do vetor para demand e visited
// Criação do vetor com as respostas
solution = malloc(dimension* sizeof(int));
// Criação Matriz de distancias -- SEM DEPOSITO REPETIDO
dist = malloc((dimension)* sizeof(float*)); // aloca um vetor de tam. dimension-1 para as linhas
for(i=0; i < (dimension); i++){
dist[i] = malloc((dimension)* sizeof(float)); // aloca um vetor de tam. dimension-1 para as colunas
}
flag_dimension = 0;
}
else if(strcmp(word, "DIMENSION:") == 0){ // palavra chave para ler dimension
flag_dimension = 1;
}
/* ====================== leitura de dimension e criação da matriz dinamica - FIM ======================== */
/* ====================== leitura de capacity - INICIO ======================== */
if(flag_capacity == 1){
max_capacity = atoi(word);
flag_capacity = 0;
}
else if(strcmp(word, "CAPACITY:") == 0){ // palavra chave para ler capacity
flag_capacity = 1;
}
/* ====================== leitura de capacity - FIM ======================== */
/* ====================== leitura das coordenadas - INICIO ======================== */
if(flag_matriz == 1){
if(strcmp(word, "DISPLAY_DATA_SECTION:") == 0){ // muda a flag para sair da leitura de coordenadas
flag_matriz = 0;
}
else if(strcmp(word, "DISPLAY_DATA_SECTION:") != 0){ // palavra chave para fim leitura de coordenadas
coord[i][j] = atof(word);
if(j == 2){
i++;
j=0;
}
else{
j++;
}
}
}
else if(strcmp(word, "NODE_COORD_SECTION") == 0){ // palavra chave para ler coordenadas
flag_matriz = 1;
i=0; // reseta as variaveis auxiliares
j=0;
}
/* ====================== leitura das coordenadas - FIM ======================== */
/* ====================== leitura das demandas - INICIO ======================== */
if(flag_demand == 1){
if(j == 1){
d[i].demand = atoi(word);
// Testes
//printf("%i %i --> %i -> %i\n", i, j, d[i].demand, d[i].visited);
i++;
j=0;
}
else{
j++;
}
}
else if(strcmp(word, "DEMAND_SECTION") == 0){ // palavra chave para ler demandas
flag_demand = 1;
i=0; // reseta as variaveis auxiliares
j=0;
}
/* ====================== leitura das demandas - FIM ======================== */
} // while - Leitura de arquivo - FIM
} // Leitura de arquivo - FIM
/* ====================== Criação da matriz de distancias - INICIO ======================== */
for(i = 0; i < dimension; i++){
for(j = 0; j < dimension; j++){
dist[i][j] = calc_distance(&coord[i][1], &coord[i][2], &coord[j][1], &coord[j][2]);
}
}
/* ====================== Criação da matriz de distancias - FIM ======================== */
// Testes
/*
printf("\n-------matriz de distancias e controle de visitas------\n");
for(i = 0; i < dimension; i++){
for(j = 0; j < dimension; j++){
printf("%.1f ", dist[i][j]);
if(j == dimension-1){
printf("\n");
}
}
}
printf("\n\n-------matriz de coordenadas------\n");
for(i = 0; i < dimension; i++){
for(j = 0; j < 3 ;j++){
printf("%.3f ", coord[i][j]);
if(j == 2){
printf("\n");
}
}
}
*/
// ALGORITMO DE CALCULO DO CUSTO - GULOSO
// ------ Primeiro armazena quanto o deposito entrega e quanto recebe ------
if(d[0].demand >= 0){
delivery_demand = d[0].demand;
}
else{
pickup_demand = d[0].demand;
end_point = 0;
}
if(d[dimension-1].demand >= 0){
delivery_demand = d[dimension-1].demand;
}
else{
pickup_demand = d[dimension-1].demand;
end_point = dimension-1;
}
current_pos = 0; // inicia da primeira posicao - DEPOSITO - linha 0 da matriz
capacity = delivery_demand; // inicia com o que o DEPOSITO fornece
d[0].visited = 1;
d[dimension-1].visited = 1; // identificador do retorno ao DEPOSITO
// Definindo o start point no vetor de solução
if(end_point == 0)
solution[0] = dimension;
else
solution[0] = 1;
// Testes
/*
printf("\n\ndelivery demand: %i --- pickup demand: %i \n\n", delivery_demand, pickup_demand);
for(i =0; i< dimension; i++){
printf("%i ", d[i].demand);
}
printf("\n");
*/
// ============= WHILE - Enquanto nao terminou - INICIO =================================
while(end != 1){
if(pre_end == dimension-2){ // se percorreu todos, exceto o DEPOSITO
//current_pos = dimension-1;
cost = dist[current_pos][end_point];
current_pos = end_point;
last_iteration = 1;
if(d[end_point].demand <= 0){
commodity_id = 1;
}
else{
commodity_id = 2;
}
}
// ====================== Ve todas as possibilidades a partir do ponto atual e escolhe melhor - INICIO ========================
for(j = 0; j < dimension; j++){
if((d[j].visited <= 0)){ // caso nao tenha sido visitado e nao tenha sido finalizado
if( ((d[j].demand + capacity) >= 0) && ((d[j].demand + capacity) <= max_capacity) && (dist[current_pos][j] < cost) && (current_pos != j)){ // percore a linha buscando menor distancia
cost = dist[current_pos][j];
if(d[j].demand <= 0){
commodity_id = 1;
}
else{
commodity_id = 2;
}
pos_col = j; // pto de partida do prox. movimento
}
}
}
// Conclui quem é a melhor possibilidade gulosa
if(last_iteration == 0){ // Se nao for a ultima iteracao, caso seja o valor dela foi definido acima
current_pos = pos_col; // posicao atual alterada
}
d[current_pos].visited = 1; // marca como visitaprdo
pre_end++; // var auxiliar para saber quando falta apenas voltar ao deposito
optimal_cost = cost + optimal_cost; //incrementa o calculo do custo
if(commodity_id == 1){ // tratamento - delivery point
if(((d[current_pos].demand + capacity) >= 0) && ((d[current_pos].demand + capacity) <= max_capacity)){
// Testes
//printf("\ncurrent pos: %i / optimal_cost: %.2f / cost: %.2f ----- %i = %i + (%i)", current_pos ,optimal_cost, cost, (capacity + d[current_pos].demand), capacity, d[current_pos].demand);
delivery_demand = delivery_demand + d[current_pos].demand;
capacity = capacity + d[current_pos].demand;
}
pos_col = 0;
cost = 99999999;
}
else if(commodity_id == 2){ // tratamento - pickup point
if( ((d[current_pos].demand + capacity) >= 0) && ((d[current_pos].demand + capacity) <= max_capacity)){
// Teste
//printf("\ncurrent pos: %i / optimal_cost: %.2f / cost: %.2f ----- %i = %i + (%i)", current_pos, optimal_cost, cost,(capacity + d[current_pos].demand), capacity, d[current_pos].demand);
pickup_demand = pickup_demand + d[current_pos].demand;
capacity = capacity + d[current_pos].demand;
}
// reinicializacao das variaveis
pos_col = 0;
cost = 99999999;
}
// Incrementação do vetor resposta
solution[pre_end] = current_pos+1;
// Teste
//printf("\ncapacity: %i = pickup_demand: %i ---- delivery_demand: %i --> optimal_cost: %.2f ===== pre_end: %i\n\n", capacity, pickup_demand, delivery_demand, optimal_cost, pre_end);
// ====================== Ve todas as possibilidades a partir do ponto atual e escolhe melhor - FIM ========================
if((pickup_demand == 0) && (pickup_demand == 0) && (capacity == 0)){ // se entregou tudo, coletou tudo e ta no deposito == FIM
//printf("\nGuloso -> Name: %s Cost: %.2f\n\n", argv[1], optimal_cost); // trecho guloso
end = 1;
}
}
// ============= WHILE - Enquanto nao terminou - FIM =================================
// Preparação do parametro para as heuristicas
int *dem;
dem = malloc(dimension* sizeof(int));
for(int i=0; i < dimension; i++){
dem[i] = d[i].demand;
}
// Resposta gulosa:
// salvando a resposta gulosa....
float optimal_cost_guloso = optimal_cost;
float resSwapG = swap(solution, dimension, dem, dist, max_capacity, optimal_cost, 0, 1);
float res2optG = opt2(solution, dimension, dem, dist, max_capacity, optimal_cost, 0, 1);
float res3optG = opt3(solution, dimension, dem, dist, max_capacity, optimal_cost, 0, 1);
// Salvando o vetor de entrada da resposta gulosa
int* solutionGuloso;
solutionGuloso = malloc(dimension* sizeof(int));
for(int i=0; i < dimension; i++)
solutionGuloso[i] = solution[i];
// ======================================================================
// Inicio ----- Geração solução inicial aleatória --------
// testes
/*
printf("\n=========================================================\n");
printf("Inicio ----- Geração solução inicial aleatória --------\n");
*/
int* solutionAleatorio;
int valido = 0;
float sortCost = 0;
int sortCapacity;
int repetido = 0;
int sort;
int a; // auxiliar
srand(time(NULL));
if(dem[0] > 0)
pickup_demand = dem[0];
else
pickup_demand = dem[dimension-1];
while(valido != 10){
solutionAleatorio = malloc(dimension* sizeof(int));
for(int i=0; i < dimension; i++){
if(i == 0)
solutionAleatorio[i] = 1;
else if(i == dimension-1)
solutionAleatorio[i] = dimension;
else
solutionAleatorio[i] = -6; // para facilitar ver se tem algo errado
}
// testes
/*
printf("\nwhile: \n");
for(int i=0 ; i < dimension; i++)
printf("%i ", solutionAleatorio[i]);
printf("\n");
*/
valido = 0;
sortCost = 0;
repetido = 0;
if(dem[0] > 0)
pickup_demand = dem[0];
else
pickup_demand = dem[dimension-1];
sortCapacity = pickup_demand;
for(int j = 1; j < dimension-1; j++){
do{
repetido = 0;
do{
//srand(time(NULL));
sort = rand()%dimension;
}while(sort == 0 || sort == dimension); // Não pode inverter a primeira Pos. e nem a ultima
for(int i = 0; i < dimension; i++){
if(sort == solutionAleatorio[i])
repetido = 1;
}
}while(repetido == 1); // Não pode ser repetido
solutionAleatorio[j] = sort;
}
if(dem[0] < 0){ // Correção do inicio...
a = solutionAleatorio[dimension-1];
solutionAleatorio[dimension-1] = solutionAleatorio[0];
solutionAleatorio[0] = a;
}
// Teste
/*
printf("\nSolution Aleatorio -- SortCost: %.2f --- pickup_demand: %i\n", sortCost, sortCapacity);
for(int i=0; i < dimension; i++)
printf("%i\t%i\t%i\n", i, dem[i], solutionAleatorio[i]);
printf("\n");
*/
// Calculo do custo e validação
// Inicialização das variaveis de controle
for(int i=1; i < dimension; i++){
sortCapacity = sortCapacity + dem[solutionAleatorio[i]-1];
//printf("\ndem[%i]: %i --- capacity: %i", solutionAleatorio[i]-1, dem[solutionAleatorio[i]-1], sortCapacity);
if(sortCapacity < 0 || sortCapacity > max_capacity){ // validação
valido = 1;
// Teste
//printf("\nMovimento Invalido -- Capacidade: %i -- Max. Permitido: %i", sortCapacity, max_capacity);
i = dimension-1;
}
else
sortCost = sortCost + dist[solutionAleatorio[i-1]-1][solutionAleatorio[i]-1];
}
if(valido == 1){
//printf("\nRandom invalido\n");
}
else if(valido == 0){
//printf("\nRandom valido --- sortCost: %.2f\n", sortCost);
valido = 10;
optimal_cost = sortCost;
// Salvando os resultados validos para solução inicial
for(i = 0; i < dimension; i++)
solution[i] = solutionAleatorio[i];
}
}
//printf("\n=========================================================\n");
// Fim ----- Geração solução inicial aleatória --------
// ======================================================================
// printando o vetor de resultado
// SOLUÇAO INICIAL DA HEURISTICA
/*
printf("\nSolucao inicial:\n");
for(i = 0; i < dimension; i++){
if(i == dimension-1)
printf("%i", solution[i]);
else
printf("%i -> ", solution[i]);
}
*/
// Alocando memoria para passar pra função getVetorCOrrent
//printf("\ncurrentSolutionGlobal:\n");
currentSolutionGlobal = malloc(dimension* sizeof(int));
for(int i=0; i < dimension; i++){ // inciializando o ótimo global corrente como o guloso
currentSolutionGlobal[i] = solution[i];
//printf("%i ", currentSolutionGlobal[i]);
}
// Geração da resposta para aplicação da metaheuristica VNS com a entrada inciial aleatoria
// COnjunto Kmax de vizinhanças -----> k=1,2,3 equivale a respectivamente Swap,2opt e 3opt
// Solução incial do algoritmo guloso -----> solution
// criterio de parada -----> criterioParada
int criterioParada = 0;
int maxIteracoes = 5;
k=1;
float optimal_cost_current = optimal_cost; // melhor custo, assim como a sol. inciial parte da sol. aleatoria
float costSwap=-1.0, cost2opt=-1.0, cost3opt=-1.0;
// testes
/*
printf("\n\nMetaheuristica VNS aleatorio ------ Criterio de parada %i iteracoes\n\n", maxIteracoes);
printf("Optimal Inicial: %.1f\n", optimal_cost_current);
for(int i=0; i<dimension; i++)
printf("%i ", currentSolutionGlobal[i]);
printf("\n\n\n");
*/
while(criterioParada < maxIteracoes){
//printf("\n\nIteracao: %i -- CurrentCost: %.1f\n", criterioParada, optimal_cost_current);
k = 1; // começa com swap
while(k <= 3){
if(k == 1){
/*
printf("\nMain-Swap\n");
for(int i=0; i<dimension; i++)
printf("%i ", currentSolutionGlobal[i]);
printf("\n");
*/
costSwap = swap(currentSolutionGlobal, dimension, dem, dist, max_capacity, optimal_cost_current, 1, 0);
if(costSwap < optimal_cost_current){
k = 1;
optimal_cost_current = costSwap;
}
else{
k++;
}
}
else if(k == 2){
/*
printf("\nMain-2opt\n");
for(int i=0; i<dimension; i++)
printf("%i ", currentSolutionGlobal[i]);
printf("\n");
*/
cost2opt = opt2(currentSolutionGlobal, dimension, dem, dist, max_capacity, optimal_cost_current, 1, 0);
if(cost2opt < optimal_cost_current){
k = 1;
optimal_cost_current = cost2opt;
}
else{
k++;
}
}
else if(k == 3){
//printf("\n\nMain-3opt\n");
cost3opt = opt3(currentSolutionGlobal, dimension, dem, dist, max_capacity, optimal_cost_current, 1, 0);
if(cost3opt < optimal_cost_current){
k = 1;
optimal_cost_current = cost3opt;
}
else
k++;
}
/*
printf("Optimal Current: %.1f\n", optimal_cost_current);
for(int i=0; i<dimension; i++)
printf("%i ", currentSolutionGlobal[i]);
printf("\n");
*/
}
criterioParada++;
}
// Geração da resposta para aplicação da metaheuristica VNS com a entrada do guloso....
// Alocando memoria para passar pra função getVetorCOrrent
//printf("\ncurrentSolutionGlobalGuloso:\n");
currentSolutionGlobalGuloso = malloc(dimension* sizeof(int));
for(int i=0; i < dimension; i++){ // inciializando o ótimo global corrente como o guloso
currentSolutionGlobalGuloso[i] = solutionGuloso[i];
//printf("%i ", currentSolutionGlobalGuloso[i]);
}
//printf("\n\n\n\n\n\n\n\n\n\n");
criterioParada = 0;
k=1;
float optimal_cost_currentG = optimal_cost_guloso; // melhor custo, assim como a sol. inciial parte do guloso
costSwap=-1.0, cost2opt=-1.0, cost3opt=-1.0;
// testes
/*
printf("\n\nMetaheuristica VNS guloso------ Criterio de parada %i iteracoes\n\n", maxIteracoes);
printf("Optimal Inicial: %.1f\n", optimal_cost_currentG);
for(int i=0; i<dimension; i++)
printf("%i ", currentSolutionGlobalGuloso[i]);
printf("\n\n\n");
*/
while(criterioParada < maxIteracoes){
//printf("\n\nIteracao: %i -- CurrentCost: %.1f\n", criterioParada, optimal_cost_currentG);
k = 1; // começa com swap
while(k <= 3){
if(k == 1){
/*
printf("\nMain-Swap\n");
for(int i=0; i<dimension; i++)
printf("%i ", currentSolutionGlobalGuloso[i]);
printf("\n");
*/
costSwap = swap(currentSolutionGlobalGuloso, dimension, dem, dist, max_capacity, optimal_cost_currentG, 1, 1);
if(costSwap < optimal_cost_currentG){
k = 1;
optimal_cost_currentG = costSwap;
}
else{
k++;
}
}
else if(k == 2){
/*
printf("\nMain-2opt\n");
for(int i=0; i<dimension; i++)
printf("%i ", currentSolutionGlobalGuloso[i]);
printf("\n");
*/
cost2opt = opt2(currentSolutionGlobalGuloso, dimension, dem, dist, max_capacity, optimal_cost_currentG, 1, 1);
if(cost2opt < optimal_cost_currentG){
k = 1;
optimal_cost_currentG = cost2opt;
}
else{
k++;
}
}
else if(k == 3){
//printf("\n\nMain-3opt\n");
cost3opt = opt3(currentSolutionGlobalGuloso, dimension, dem, dist, max_capacity, optimal_cost_currentG, 1, 1);
if(cost3opt < optimal_cost_currentG){
k = 1;
optimal_cost_currentG = cost3opt;
}
else
k++;
}
/*
printf("Optimal Current: %.1f\n", optimal_cost_current);
for(int i=0; i<dimension; i++)
printf("%i ", currentSolutionGlobalGuloso[i]);
printf("\n");
*/
}
criterioParada++;
}
//armazenando resposta para sol inicial aleatoria de apenas a aplicação das heurisitcas invidualmente
// opt2(SOLUÇÃO INICIAL, DIMENSAO, DEMANDAS, DISTANCIAS, CAPACIDADE MAXIMA, CUSTO ÓTIMO DA SOLUÇÃO INICIAL)
float resSwap = swap(solution, dimension, dem, dist, max_capacity, optimal_cost, 0, 0);
float res2opt = opt2(solution, dimension, dem, dist, max_capacity, optimal_cost, 0, 0);
float res3opt = opt3(solution, dimension, dem, dist, max_capacity, optimal_cost, 0, 0);
printf("\n====================================================================");
printf("\nTestes para Sol. incial Gulosa com Criterio de parada: %i", maxIteracoes);
printf("\n====================================================================\n");
printf("\nGuloso: %.2f\n", optimal_cost_guloso);
printf("Swap: %.2f\n2-opt: %.2f\n", resSwapG, res2optG);
printf("3-opt: %.2f\n", res3optG);
printf("VNS: %.2f\n", optimal_cost_currentG);
//printf("\n");
printf("\n====================================================================");
printf("\nTestes para Sol. incial aleatoria com Criterio de parada: %i", maxIteracoes);
printf("\n====================================================================\n");
printf("\nCusto Aleatorio: %.2f\n", optimal_cost);
printf("Swap: %.2f\n2-opt: %.2f\n", resSwap, res2opt);
printf("3-opt: %.2f\n", res3opt);
printf("VNS: %.2f\n", optimal_cost_current);
printf("\n");
// desalocando memória
free(solution);
free(coord);
free(d);
free(dist);
free(dem);
free(currentSolutionGlobal);
free(currentSolutionGlobalGuloso);
free(solutionAleatorio);
free(solutionGuloso);
return 0;
}
float swap(int *init, int dim, int *dem, float **dist, int max, float gulosoCost, int vns, int solInitGuloso){
int sort, aux, pickup_demand, delivery_demand, capacity;
float optcost=0, optimal_local = gulosoCost;
int *opt_seq, *swap, *currentSolutionLocalSwap;
int i = 0;
int valido = 0;
int primeiroQueMelhora = 0;
// Classificando se funcionara como heuristica ou metaheuristica (definido lá emcima)
if(vns == 1)
primeiroQueMelhora=0;
else
primeiroQueMelhora=10;
// Vetor para armazenar o melhor local para ser enviado pela função
//printf("\nSol. INicial-Swap:\n");
currentSolutionLocalSwap = malloc(dim* sizeof(int));
for(int i=0; i < dim; i++){
currentSolutionLocalSwap[i] = init[i];
//printf("%i ", currentSolutionLocalSwap[i]);
}
// Vetor auxiliar para sequencia
opt_seq = malloc((dim-3)* sizeof(int));
// swap recebe sol. inicial, que veio do guloso
swap = malloc(dim* sizeof(int));
for(int i=0; i < dim; i++){
swap[i] = init[i];
}
// Escolhe uma posicao aleatoriamente, para fazer a troca com o elem. da sua direita e armazena num vetor Ex: sort = 1--- 1-2
int repetido = 0;
for(int j = 0; j < dim-3; j++){
do{
repetido = 0;
do{
sort = rand()%dim;
}while(sort == 0 || sort == dim-1 || sort == dim-2); // Não pode inverter a primeira Pos. e nem a ultima
for(int i = 0; i < dim-3; i++){
if(sort == opt_seq[i])
repetido = 1;
}
}while(repetido == 1); // Não pode ser repetido
opt_seq[j] = sort;
}
// Testes
/*
printf("\n");
printf("\nSeq. de Swap na Sol. Inicial:\n");
for(int i=0; i<dim-3; i++)
printf("%i ", opt_seq[i]+1);
printf("\n");
*/
// INICIO -------> BUSCA LOCAL <--------
for(int j=0; j < dim-3; j++){
i = 0;
optcost = 0;
valido = 0;
sort = opt_seq[j];
// OPt2 recebe sol. inicial
for(int i=0; i < dim; i++){
swap[i] = init[i];
}
// Troca 2-opt
aux = swap[sort+1]; // recebe elem. da direita
swap[sort+1] = swap[sort];
swap[sort] = aux;
// testes
/*
printf("\nNum trocado: %i\n", sort+1);
for(int i =0; i< dim; i++){
printf("%i -> ",swap[i]);
}
printf("\nDemandas\n");
for(int i =0; i< dim; i++){
printf("%i -> ", i);
}
printf("\n");
for(int i =0; i< dim; i++){
printf("%i -> ",dem[i]);
}
//*/
// Demandas do veiculo
if(dem[0] > 0)
delivery_demand = dem[0];
else
pickup_demand = dem[0];
if(dem[dim-1] > 0)
delivery_demand = dem[dim-1]; // Qtde positiva - para entregar - Sai do deposito
else
pickup_demand = dem[dim-1]; // Qtde negativa - para coletar - Retorna ao deposito
capacity = delivery_demand; // capacidade inicial do veiculo
//printf("\n\nQtde para delivery: %i --- Qtde para pickup: %i\n", delivery_demand, pickup_demand); // testes
// Calculo do custo e validação
while(i < dim-1){
if(dem[swap[i+1]-1] > 0)
pickup_demand = pickup_demand + dem[swap[i+1]-1];
else
delivery_demand = delivery_demand + dem[swap[i+1]-1];
capacity = capacity + dem[swap[i+1]-1];
//printf("capacity %i : %i\n", swap[i+1]-1, capacity); // testes
if(capacity < 0 || capacity > max){ // validação
valido = 1;
//printf("\nMovimento Invalido!! - Troca entre %i <-> %i", swap[sort], swap[sort+1]);
break;
}
optcost = optcost + dist[swap[i]-1][swap[i+1]-1]; // Calculo custo
i++;
}
delivery_demand = delivery_demand + max;
//printf("\n\nQtde para delivery: %i --- Qtde para pickup: %i\n", delivery_demand, pickup_demand); // testes
if(valido == 0){ // Se foi um movimento válido
//printf("\nTroca entre %i <-> %i -- Custo: %.1f", swap[sort], swap[sort+1], optcost);
if(optcost < optimal_local){
if(primeiroQueMelhora == 0){
optimal_local = optcost;
for(int i=0; i < dim; i++){
currentSolutionLocalSwap[i] = swap[i];
}
if(solInitGuloso == 1)
currentSolutionGlobalGuloso = getVetorCorrente(currentSolutionLocalSwap);
else if(solInitGuloso == 0)
currentSolutionGlobal = getVetorCorrente(currentSolutionLocalSwap);
// testes
/*
printf("\n");
for(int i=0; i < dim; i++){
printf("%i ", currentSolutionGlobal[i]);
}
printf("\nCurrentCost: %.1f - Current-Swap\n", optimal_local);
printf("\n\n");
*/
primeiroQueMelhora = 1;
}
else{
optimal_local = optcost;
for(int i=0; i < dim; i++){
currentSolutionLocalSwap[i] = swap[i];
}
if(solInitGuloso == 1)
currentSolutionGlobalGuloso = getVetorCorrente(currentSolutionLocalSwap);
else if(solInitGuloso == 0)
currentSolutionGlobal = getVetorCorrente(currentSolutionLocalSwap);
// testes
/*
printf("\n");
for(int i=0; i < dim; i++){
printf("%i ", currentSolutionGlobal[i]);
}
printf("\nCurrentCost: %.1f - Current-Swap\n", optimal_local);
printf("\n\n");
*/
}
}
}
} // FIM -------> BUSCA LOCAL <--------
// Desalocando memória
//free(opt_seq);
//free(swap);
//free(currentSolutionLocalSwap);
// Retorna o melhor resultado encontrado
return optimal_local;
}
// opt2(SOLUÇÃO INICIAL, DIMENSAO, DEMANDAS, DISTANCIAS, CAPACIDADE MAXIMA, CUSTO ÓTIMO DA SOLUÇÃO INICIAL)
float opt2(int *init, int dim, int *dem, float **dist, int max, float gulosoCost, int vns, int solInitGuloso){
//printf("\n\n2-opt:\n\n");
int iteracoes = 0;
int primeiroQueMelhora=0;
int sort, aux, pickup_demand, delivery_demand, capacity;
float opt2cost=0, optimal_local = gulosoCost;
int *opt2_new, *opt2, *currentSolutionLocal2opt;
int valido = 0;
int p1[2];
int p2[2];
int i=0;
// Classificando se funcionara como heuristica ou metaheuristica (definido lá emcima)
if(vns == 1)
primeiroQueMelhora=0;
else
primeiroQueMelhora=10;
// Vetor para armazenar o melhor local para ser enviado pela função
//printf("\nSol. INicial-2opt:\n");
currentSolutionLocal2opt = malloc(dim* sizeof(int));
for(int i=0; i < dim; i++){
currentSolutionLocal2opt[i] = init[i];
//printf("%i ", currentSolutionLocal2opt[i]);
}
// Vetor auxiliar para a nova sequencia
opt2_new = malloc(dim* sizeof(int));
for(int i=0; i < dim; i++){
opt2_new[i] = init[i];
}
// opt2 recebe sol. inicial, que veio do guloso
opt2 = malloc(dim* sizeof(int));
for(int i=0; i < dim; i++){
opt2[i] = init[i];
}
// Demandas do veiculo
if(dem[0] > 0)
delivery_demand = dem[0];
else
pickup_demand = dem[0];
if(dem[dim-1] > 0)
delivery_demand = dem[dim-1]; // Qtde positiva - para entregar - Sai do deposito
else
pickup_demand = dem[dim-1]; // Qtde negativa - para coletar - Retorna ao deposito
capacity = delivery_demand; // capacidade inicial do veiculo
//printf("\n\nQtde para delivery: %i --- Qtde para pickup: %i\n", delivery_demand, pickup_demand); // testes
// Escolhe uma posicao aleatoriamente, para fazer a troca com o elem. da sua direita e armazena num vetor Ex: sort = 1--- 1-2
// Ser exaustivo e ver par a par, desconsiderando o ultimo ponto que é o mesmo que o primeiro
for(int i=0; i < dim-1; i++){
for(int j=0; j < dim; j++){
iteracoes++;
// Seleciona um par para ver todas as comb. dele
p1[0]=opt2[i];
p1[1]=opt2[i+1];
// Definindo o segundo par
if(j+1 <= dim-1){ // se o segundo elemento no par pertencer ao vetor...
// Garante iniciar sempre do mesmo vetor incial
for(int i=0; i < dim; i++){
opt2_new[i] = opt2[i];
}
if((opt2[j] != p1[0] && opt2[j] != p1[1]) && (opt2[j+1] != p1[0] && opt2[j+1] != p1[1])){ // e tambem se não pertencer ao par1
// Se respeita isso, é um indice valido do vetor,basta verificar o custo e ver se é valido a troca...
p2[0]=opt2[j];
p2[1]=opt2[j+1];
// Teste
//printf("\n\nANTES---\nPar1:[%i][%i]\nPar2:[%i][%i]\n", p1[0], p1[1], p2[0], p2[1]);
// Realiza a troca - Só tem uma troca possivel, conforme a pag24:
// https://paginas.fe.up.pt/~mac/ensino/docs/OR/CombinatorialOptimizationHeuristicsLocalSearch.pdf
// Porem só não realiza a troca quando não deve
aux = p2[0];
p2[0] = p1[1];
p1[1] = aux;
// comparando o p2[0], pois agr ele é o p1[1]
if(p2[0] == init[dim-1]){ // Se estiver no ultimo par a troca não deve ocorrer da msm forma
// inverte os indices certos, para não mudar o deposito de lugar
aux = p1[0];
p1[0] = p2[1];
p2[1] = aux;
// Repara o que foi feito antes do if...
aux = p1[1];
p1[1] = p2[0];
p2[0] = aux;
// Atualiza na nova posição
opt2_new[i] = p1[0];
opt2_new[j+1] = p2[1];
}
else{
opt2_new[i+1] = p1[1];
opt2_new[j] = p2[0];
}
// Testes
/*