form1.cs

C#实现的遗传算法智能组卷系统,数据库SQLsever2000,Visual Stdio.net2003实现

using System;
using System.Drawing;
using System.Collections;
using System.ComponentModel;
using System.Windows.Forms;
using System.Data;
using System.Data.OleDb;

namespace tiku2
{
	/// <summary>
	/// Form1 的摘要说明。
	/// </summary>
	public class Form1 : System.Windows.Forms.Form
	{
		private System.Windows.Forms.Button button1;
		/// <summary>
		/// 必需的设计器变量。
		/// </summary>
		private System.ComponentModel.Container components = null;
		private System.Windows.Forms.TextBox result_textBox;//显示结果基因
		private System.Windows.Forms.TextBox hardlevel_textBox;//输入难度
		private System.Windows.Forms.ListBox begin_listBox;//显示初始种群
		private System.Windows.Forms.ListBox result_listBox;//显示结果
        private System.Windows.Forms.ListBox beginfit_listBox;//显示初始种群适应度
		
		OleDbConnection myConnection; //连接对象
		OleDbDataAdapter myAdapter; //数据缓冲池
		//OleDbCommand myCmd;
		DataSet myDs; //数据记录集
		DataTable myTable; //数据缓冲池里的表
		DataRow myRow;//表里的一条记录
		
		//int rownumber;

		int[,] Gen=new int[100,29];//编码数组，100套初始试卷，每套29道题
		int[,] Gen2=new int[100,29];//下一代基因编码数组，用于保存策略
        Double begin_fit;//初始种群每个基因适应度寄存变量
		Double[,] wheel=new double[100,3];
		private System.Windows.Forms.Label label1;
		private System.Windows.Forms.Label label2;
		private System.Windows.Forms.Label label3;
		private System.Windows.Forms.Button button2;//轮盘赌表数组
		int[] G_temp=new int[50];//存放被选中作为父代的基因号，即Gen数组的行号


		public Form1()
		{
			//
			// Windows 窗体设计器支持所必需的
			//
			InitializeComponent();

			//
			// TODO: 在 InitializeComponent 调用后添加任何构造函数代码
			//
		}
/// <summary>
//////////////////////////////// 自定义函数
/// </summary>
/// <returns></returns>
		public bool OpenDb()
		{
			//连接数据库函数
			//连接字符串
			String ConnectionString = @"User ID=sa;Data Source=FHQLPY;Tag with column collation when possible=False;Initial Catalog=tiku;Use Procedure for Prepare=1;Auto Translate=True;Persist Security Info=False;Provider=""SQLOLEDB.1"";Workstation ID=FHQLPY;Use Encryption for Data=False;Packet Size=4096";
			//查询字符串
			String SQLstr="";
			//查询字符串实例化
			SQLstr="select * from tmp03";
			try
			{
				//新建连接
				myConnection=new OleDbConnection(ConnectionString);
				//打开连接
				myConnection.Open();
				//建立数据存储池
				myAdapter=new OleDbDataAdapter(SQLstr,myConnection);
				//建立数据集
				myDs=new DataSet();
				//填充数据集
				myAdapter.Fill(myDs,"tmp03");	
				//取得表tmp03
				myTable=myDs.Tables[0];
				//设置行号（随即）
				//rownumber=0;
				//取得第一行
				//myRow=myTable.Rows[rownumber];
				//关闭连接
				myConnection.Close();
			}
			catch(Exception e)
			{
				MessageBox.Show(e.ToString(),"wrong",MessageBoxButtons.OK);
				return false;
			}
			return true;
		}//openDb()
         
       
		//计算知识点覆盖率函数f1
		public Double fun_cover(int m)
		{
			Double sum=0;         //此套题包含的知识点
			int[] s=new int[100];//共有一百个知识点
			int question_num;    //题号，也是数据库中的记录号，即recd列
			int flag=0;          //知识点开始时无重复
			int n=0;             //s数组下标

			for(int i=0;i<29;i++)
			{
				question_num=Gen[m,i];
				myRow=myTable.Rows[question_num];
				s[n]=Int32.Parse(myRow[9].ToString());//s数组判断重复，第九列是知识点列
				for(int j=0;j<n;j++)
				{
					if(s[j]==s[n])
					{
						flag=1;//标识重复知识点
						break;
					}
				}//for(j)
				if(flag==0)
				{
					sum++;
					n++;
				}//if(!flag)
				flag=0;
			}//for(i)
			return sum/71;//共七十一个知识点
		}//fun_cover()函数

		//平均难度适应度函数f2
		public Double fun_hard(int m)
		{
			Double hard_level=0;//平均难度
			Double sum=0;
            int question_num;
			
			for(int i=0;i<29;i++)
			{
				question_num=Gen[m,i];
			    myRow=myTable.Rows[question_num];
				//**************取双精度数
				sum+=Double.Parse(myRow[6].ToString())*Double.Parse(myRow[7].ToString());//d[i]*f[i]求和除以f[i]求和
			}
			hard_level=sum/100;//总分100
			//返回平均难度和指定难度差的倒数
			return 1/(Math.Abs(hard_level-Double.Parse(hardlevel_textBox.Text.ToString()))+0.1);
		}//fun_hard()

		//计算区分度适应度函数
		public Double fun_diffi(int m)//m是Gen数组行标
		{
			Double sum=0;
			int question_num;
			
			for(int i=0;i<29;i++)
			{
				question_num=Gen[m,i];
				myRow=myTable.Rows[question_num];
				//**************C#取双精度数
				sum+=Double.Parse(myRow[12].ToString())*Int32.Parse(myRow[7].ToString());//12是区分度列
            }
			return sum/100;
		}//fun_diffi()

		//适应度函数计算加权的适应度
		public Double fit(int m)
		{   Double w1=0.4,w2=0.2,w3=0.4;//权值
			return w1*fun_cover(m)+w2*fun_hard(m)+w3*fun_diffi(m);
		}//fit()
		

		//随机选题函数
		public void select(int tnum,int tendnum,int ku_star_num,int ku_end_num,int m)
		{
			int i,j,t,n=0;
			//随机函数调用
			Random ra=new Random(unchecked((int)DateTime.Now.Ticks));

			int[] s=new int[20];//s数组防止选题重复
			for(i=tnum;i<=tendnum;i++)
			{
			Loop:
				//随机函数
			    t=ra.Next(ku_star_num,ku_end_num);
				s[n]=t;
				for(j=0;j<n;j++)
				{
					if(s[j]==s[n])//判断是否选过这道题
						goto Loop;
				}
				n++;
				Gen[m,i]=t;
			}//for(i)
		}//select()

		//平均难度计算函数
		public Double comput_hard_level(int m)
		{
			int question_num;
			Double sum=0;
			for(int i=0;i<29;i++)
			{
				question_num=Gen[m,i];
				myRow=myTable.Rows[question_num];
				//************C#中取出记录集中的整型数
				sum=sum+Int32.Parse(myRow[6].ToString())*Int32.Parse(myRow[6].ToString());
			}
			return sum/100;//总分100分
		}

		//产生初始种群函数
		public void make_begin_recordset()
		{
			Double hard_level;
			int question_num;
			//string[,] begin_view=new string[100,29];

			for(int m=0;m<100;m++)
			{
				select(0,19,1,400,m);//选择题
				select(20,24,401,500,m);//填空题
				select(25,28,501,756,m);//解答题
				hard_level=comput_hard_level(m);//计算平均难度
				//*************将输入的文本转换成数字
				//若难度不符合要求，则重选
				if((Math.Abs(hard_level-Double.Parse(hardlevel_textBox.Text.ToString())))>1)
					m--;
				else
				{
                    begin_fit=fit(m);       
					beginfit_listBox.Items.Add(begin_fit);//显示适应度
				}
			}
			//显示初始种群
			//*********************c#中使整型数正确输出
			for(int i=0;i<100;i++)
			{
				for(int j=0;j<29;j++)
				{
					question_num=Gen[i,j];
					myRow=myTable.Rows[question_num];
					begin_listBox.Items.Add(Int32.Parse(Gen[i,j].ToString()));
				}
				begin_listBox.Items.Add("    ");//每个基因用空格格开
			}
		}//make_begin_recordset()


		//生成轮盘函数
		public void product_wheel()
		{
			Double sum=0;//适应度乘以概率积的和
			Double[] p=new double[100];//概率
            Random ra=new Random(unchecked((int)DateTime.Now.Ticks));
			//Double test=0;测试变量
            
			//生成轮盘表
			for(int m=0;m<100;m++)
			{
				p[m]=ra.NextDouble();
				sum=sum+fit(m)*p[m];
				wheel[m,0]=m;
			}
			for(int m=0;m<100;m++)
			{
				wheel[m,1]=fit(m)*p[m]/sum;
			}
			wheel[0,2]=wheel[0,1];
			for(int m=1;m<100;m++)
			{
				wheel[m,2]=wheel[m,1]+wheel[m-1,2];
			}
			/*测试用
			 * for(int m=0;m<100;m++)
				test+=wheel[m,1];
			hardlevel_textBox.Text=test.ToString();
			测试用*/

		}//product_wheel

		//选择算子函数
		public void choose_arithmetic_operators()
		{
			Double t;//随机生成数的存放变量
			Random ra=new Random(unchecked((int)DateTime.Now.Ticks));
            int j;//基因号存放变量
			int flag=0;
			int temp;//排序暂存变量
            
			//要选择50个父代基因
			for(int i=0;i<50;i++)
			{
			LOOP:
				t=ra.NextDouble();
				j=0;
				//判断生成的随机数在轮盘哪个范围
				while(j<100)//100个基因把轮盘分成100份，逐份查看
				{
					if(t>wheel[j,2]&&t<wheel[j+1,2])//在范围里
					{
						//检查是否有重复
						for(int k=0;k<i;k++)
						{
							if(G_temp[k]==j)//若重复
							{
								flag=1;//标记
								i--;//不能作为新的父代
								goto LOOP;//重新生成随机数
							}
						}
						if(flag==0)//没有重复
						{
							G_temp[i]=j;//j号基因入选
							break;//不再查看在哪一范围
						}//if(flag)
					}//if(t)
					//下一范围
					j++;
				}//while(j)
			}//for(i)
			//对G_temp数组里的元素排序(气泡，有待改进)
			for(int i=0;i<49;i++)
				for(j=i+1;j<50;j++)
				{
					if(G_temp[i]>G_temp[j])
					{
						temp=G_temp[i];
						G_temp[i]=G_temp[j];
						G_temp[j]=temp;
					}
				}
			/*
			 * for(i=0;i<9;i++) 
for(j=i+1;j<=9;j++) 
if(a[i]>a[j]) 
{temp=a[i];a[i]=a[j];a[j]=temp;} 
*/
			//复制生成前50个下一代基因
			for(int m=0;m<50;m++)
				for(int i=0;i<29;i++)
					Gen2[m,i]=Gen[G_temp[m],i];
		}//choose_arithmetic_operators

		//基因交叉杂交函数
		public void cross()
		{