Чтение txt-файла матрицы и сохранение в виде массива
https://stackoverflow.com/questions/572962
italiano
english
français
española
中国
日本の
العربية
Deutsch
한국어
Português
RussianВопрос
В настоящее время я пишу код имитации отжига для решения задачи коммивояжера и столкнулся с трудностями при хранении и использовании считанных данных из txt-файла.Каждая строка и столбец в файле представляют каждый город, а расстояние между двумя разными городами хранится в виде матрицы 15 x 15:
0.0 5.0 5.0 6.0 7.0 2.0 5.0 2.0 1.0 5.0 5.0 1.0 2.0 7.1 5.0
5.0 0.0 5.0 5.0 5.0 2.0 5.0 1.0 5.0 6.0 6.0 6.0 6.0 1.0 7.1
5.0 5.0 0.0 6.0 1.0 6.0 5.0 5.0 1.0 6.0 5.0 7.0 1.0 5.0 6.0
6.0 5.0 6.0 0.0 5.0 2.0 1.0 6.0 5.0 6.0 2.0 1.0 2.0 1.0 5.0
7.0 5.0 1.0 5.0 0.0 7.0 1.0 1.0 2.0 1.0 5.0 6.0 2.0 2.0 5.0
2.0 2.0 6.0 2.0 7.0 0.0 5.0 5.0 6.0 5.0 2.0 5.0 1.0 2.0 5.0
5.0 5.0 5.0 1.0 1.0 5.0 0.0 2.0 6.0 1.0 5.0 7.0 5.0 1.0 6.0
2.0 1.0 5.0 6.0 1.0 5.0 2.0 0.0 7.0 6.0 2.0 1.0 1.0 5.0 2.0
1.0 5.0 1.0 5.0 2.0 6.0 6.0 7.0 0.0 5.0 5.0 5.0 1.0 6.0 6.0
5.0 6.0 6.0 6.0 1.0 5.0 1.0 6.0 5.0 0.0 7.0 1.0 2.0 5.0 2.0
5.0 6.0 5.0 2.0 5.0 2.0 5.0 2.0 5.0 7.0 0.0 2.0 1.0 2.0 1.0
1.0 6.0 7.0 1.0 6.0 5.0 7.0 1.0 5.0 1.0 2.0 0.0 5.0 6.0 5.0
2.0 6.0 1.0 2.0 2.0 1.0 5.0 1.0 1.0 2.0 1.0 5.0 0.0 7.0 6.0
7.0 1.0 5.0 1.0 2.0 2.0 1.0 5.0 6.0 5.0 2.0 6.0 7.0 0.0 5.0
5.0 7.0 6.0 5.0 5.0 5.0 6.0 2.0 6.0 2.0 1.0 5.0 6.0 5.0 0.0
Чтобы прочитать это, у меня есть функция LoadCities(), как показано ниже:
#include "iostream"
#include "fstream"
#include "string"
using namespace std;
double distances [15][15];
void LoadCities()
{
ifstream CityFile;
if (!CityFile.is_open()) //check is file has been opened
{
CityFile.open ("Cities.txt", ios::in | ios::out);
if (!CityFile)
{
cerr << "Failed to open " << CityFile << endl;
exit(EXIT_FAILURE); //abort program
}
}
int length;
char * buffer;
string cities;
CityFile.seekg(0, ios::end);
length = CityFile.tellg();
CityFile.seekg (0, ios::beg);
buffer = new char [length];
cities = CityFile.read (buffer,length);
string rows = strtok(cities, "\n");
distances = new double[rows.length()][rows.length()];
for (int i = 0; i < (string) rows.length(); i++)
{
string distance = strtok(rows[i], " ");
for (int j = 0; j < distance.length(); j++)
{
distances[i][j] = (double) Parse(distance[j]);
}
}
CityFile.close();
}
Я попытался использовать альтернативный метод istreambuf_iterator, чтобы перейти к преобразованию прочитанного материала в массивы, однако, похоже, я всегда сталкиваюсь с трудностями:
ifstream CityFile("Cities.txt");
string theString((std::istreambuf_iterator<char>(CityFile)), std::istreambuf_iterator<char>());
Любая помощь будет очень признательна.Я бился об это головой, но без особого успеха!
################ РЕДАКТИРОВАНИЕ/Обновление@ SoapBox — некоторые детали кода SA, функций и main().Это не чисто, не эффективно и не аккуратно и не должно быть на данном этапе, просто нужно поработать на данный момент.Эта версия (ниже) работает и настроена для решения полиномов (простейших задач).Чтобы преобразовать ее в задачу коммивояжера, необходимо:
Напишите функцию LoadCities() для сбора данных о расстоянии.(Текущий)
Измените Initialise(), чтобы получить общее количество задействованных расстояний.
Измените E() на функцию TSP (например.Рассчитать расстояние случайного маршрута)
Последние два я знаю, что могу сделать, однако для этого мне требуется LoadCities().Больше ничего менять в следующем скрипте не нужно.
#include "math.h"
#include "iostream"
#include "fstream"
#include "time.h" // Define time()
#include "stdio.h" // Define printf()
#include "randomc.h" // Define classes for random number generators
#include "mersenne.cpp" // Include code for the chosen random number generator
using namespace std; // For the use of text generation in application
double T;
double T_initial;
double S;
double S_initial;
double S_current;
double S_trial;
double E_current;
int N_step; // Number of Iterations for State Search per Temperature
int N_max; //Number of Iterations for Temperature
int Write;
const double EXP = 2.718281828;
//------------------------------------------------------------------------------
//Problem Function of Primary Variable (Debugged 17/02/09 - Works as intended)
double E(double x) //ORIGNINAL
{
double y = x*x - 6*x + 2;
return y;
}
//------------------------------------------------------------------------------
//Random Number Generation Function (Mod 19/02/09 - Generated integers only & fixed sequence)
double Random_Number_Generator(double nHigh, double nLow)
{
int seed = (int)time(0); // Random seed
CRandomMersenne RanGen(seed); // Make instance of random number generator
double fr; // Random floating point number
fr = ((RanGen.Random() * (nHigh - nLow)) + nLow); // Generatres Random Interger between nLow & nHigh
return fr;
}
//------------------------------------------------------------------------------
//Initializing Function (Temp 17/02/09)
void Initialize() //E.g. Getting total Distance between Cities
{
S_initial = Random_Number_Generator(10, -10);
cout << "S_Initial: " << S_initial << endl;
}
//------------------------------------------------------------------------------
//Cooling Schedule Function (make variables) (Completed 16/02/09)
double Schedule(double Temp, int i) // Need to find cooling schedule
{
double CoolingRate = 0.9999;
return Temp *= CoolingRate;
}
//------------------------------------------------------------------------------
//Next State Function (Mod 18/02/09)
double Next_State(double T_current, int i)
{
S_trial = Random_Number_Generator(pow(3, 0.5), pow(3, 0.5)*-1);
S_trial += S_current;
double E_t = E(S_trial);
double E_c = E(S_current);
double deltaE = E_t - E_c; //Defines gradient of movement
if ( deltaE <= 0 ) //Downhill
{
S_current = S_trial;
E_current = E_t;
}
else //Uphill
{
double R = Random_Number_Generator(1,0); //pseudo random number generated
double Ratio = 1-(float)i/(float)N_max; //Control Parameter Convergence to 0
double ctrl_pram = pow(EXP, (-deltaE / T_current)); //Control Parameter
if (R < ctrl_pram*Ratio) //Checking
{
S_current = S_trial; //Expresses probability of uphill acceptance
E_current = E_t;
}
else
E_current = E_c;
}
return S_current;
}
//------------------------------------------------------------------------------
//Metropolis Function (Mod 18/02/09)
double Metropolis(double S_start, double T_current, int N_Steps, int N_temperatures)
{
S_current = S_start; //Initialised S_initial equated to S_current
for ( int i=1; i <= N_step; i++ ) //Iteration of neighbour states
S_current = Next_State(T_current, N_temperatures); //Determines acceptance of new states
return S_current;
}
//------------------------------------------------------------------------------
//Write Results to Notepad (Completed 18/02/09)
void WriteResults(double i, double T, double x, double y)
{
//This function opens a results file (if not already opened)
//and stores results for one time step
static ofstream OutputFile;
const int MAXLENGTH = 80;
if (!OutputFile.is_open()) //check is file has been opened
{
//no it hasn't. Get a file name and open it.
char FileName[MAXLENGTH];
//read file name
cout << "Enter file name: ";
do
{
cin.getline(FileName, MAXLENGTH);
}
while (strlen(FileName) <= 0); //try again if length of string is 0
//open file
OutputFile.open(FileName);
// check if file was opened successfully
if (!OutputFile)
{
cerr << "Failed to open " << FileName << endl;
exit(EXIT_FAILURE); //abort program
}
OutputFile << "Iterations" << '\t' << "Temperatures" << '\t' << "X-Value" << '\t' << "Y-Value" << endl;
OutputFile << endl;
}
//OutputFile.width(10);
OutputFile << i << '\t' << T << '\t' << x << '\t' << y << endl;
if (i == N_max)
{
OutputFile << endl
<< "Settings: " << endl
<< "Initial Temperature: " << T_initial << endl
<< "Temperature Iterations: " << N_max << endl
<< "Step Iterations: " << N_step << endl
<< endl
<< "Results: " << endl
<< "Final Temperature: " << T << endl
<< "Minimum: " << S << endl;
OutputFile.close();
}
}
//------------------------------------------------------------------------------
//Main SA Function (Mod 17/02/09)
void SA(int W)
{
S = S_initial;
T = T_initial;
for ( int N_temperatures = 1 ; N_temperatures <= N_max ; N_temperatures++ )
{
S = Metropolis( S, T, N_step, N_temperatures);
T = Schedule(T, N_temperatures);
if (W == 1)
WriteResults(N_temperatures, T, S, E_current);
}
cout << "Result" << endl
<< "Y-value> " << S << endl
<< "Temperature> " << T << endl;
}
//------------------------------------------------------------------------------
//Execution of Traveling Salesman Problem (Progress 18/02/09)
int main()
{
cout << "Quadratic Function" << endl
<< "Solving method: Simulated Annealing" << endl;
cout << "" << endl;
cout << "Select desired Initial Temperature:" << endl
<< "> ";
cin >> T_initial;
cout << "Select desired number of Temperature Iterations:" << endl
<< "> ";
cin >> N_max;
cout << "Select desired number of step Iterations:" << endl
<< "> ";
cin >> N_step;
Initialize();
cout << "Write to file: (1 / 0) " << endl
<< "> ";
cin >> Write;
SA(Write);
system ("PAUSE");
return 0;
}
@strager - я знаю, что у него плохой код, но, к сожалению, из-за ограничений по времени, связанных с моим проектом, и соответствующей кривой обучения, нужны результаты!:) На последних этапах это будет приведено в порядок.
@ dirkgently — Это была первоначальная причина, по которой я сделал это таким образом, и, следовательно, моя первая попытка — сделать это именно так.
Решение
Как насчет этого?(ЦЕЛОВАТЬ решение)
void LoadCities() {
int x, y;
ifstream in("Cities.txt");
if (!in) {
cout << "Cannot open file.\n";
return;
}
for (y = 0; y < 15; y++) {
for (x = 0; x < 15; x++) {
in >> distances[x][y];
}
}
in.close();
}
Работает для меня.Возможно, это не так сложно и, возможно, не очень производительно, но пока вы не читаете массив размером 1000x1000, вы не увидите никакой разницы.
Другие советы
Вероятно, вам нужно что-то попроще, например:
std::vector<std::vector<std::string> > LoadCities(const std::string &filename)
{
using namespace std;
ifstream file;
file.open(filename, ios::in | ios::out);
if(!file.is_open()) {
// error
return vector<vector<double> >();
}
vector<vector<double> > data;
string line;
while(!std::getline(file, line, '\n').eof()) {
istringstream reader(line);
vector<double> lineData;
string::const_iterator i = line.begin();
while(!reader.eof()) {
double val;
reader << val;
if(reader.fail())
break;
lineData.push_back(val);
}
data.push_back(lineData);
}
return data;
}
По сути, вы используете потоки для ввода данных.Вероятно, я делаю что-то не так (я никогда не имел дела с iostreams ;P), но это должно дать вам общее представление о том, как структурировать средство чтения матриц.
Он вообще компилируется?Я получаю ~7 ошибок.Образец:
strtok(cities, "\n");
strtok()первый аргумент - это char * а не std::string.
Это помогает?
void LoadCities()
{
std::vector<double> f((std::istream_iterator<double>
(std::ifstream("city.txt"))), /* replace filename with your own */
(std::istream_iterator<double>()));
if (!f.empty()) {
std::cout << f.size() << "\n";
/* print an arbitrary data point with 2 places of decimal */
std::cout << std::setprecision(2) << f[ 0 ] << std::endl;
}
}
Работа с матрицами не означает, что вам нужен многомерный массив.Особенно с 2D-массивами.Конечно, так легче читать и писать ;)
Вот как я бы его загрузил/сохранил:
#include <iostream>
#include <fstream>
#include <string>
int width = 0;
int height = 0;
double **distances;
void WriteDouble( std::ofstream &stream, double toWrite )
{
char buffer[8];
memcpy( buffer, &toWrite, 8 );
stream.write( buffer, 8 );
}
void WriteInt( std::ofstream &stream, int toWrite )
{
char buffer[4];
memcpy( buffer, &toWrite, 4 );
stream.write( buffer, 4 );
}
double ReadDouble( std::ifstream &stream )
{
double d = 0;
stream.read( (char *)&d, 8 );
return d;
}
int ReadInt( std::ifstream &stream )
{
int i = 0;
stream.read( (char *)&i, 4 );
return i;
}
void Save()
{
std::ofstream stream( "cities", std::ios::out | std::ios::binary );
if( !stream.good() ) {
throw std::exception( "Error opening stream" );
}
WriteInt( stream, width );
WriteInt( stream, height );
for( int x = 0; x < width; x++ ) {
for( int y = 0; y < height; y++ ) {
WriteDouble( stream, distances[x][y] );
}
}
stream.close();
}
void Load()
{
std::ifstream stream( "cities", std::ios::in | std::ios::binary );
if( !stream.good() ) {
throw std::exception( "Error opening stream" );
}
width = ReadInt( stream );
height = ReadInt( stream );
distances = new double *[width];
for( int i = 0; i < width; i++ ) {
distances[i] = new double[height];
}
for( int x = 0; x < width; x++ ) {
for( int y = 0; y < height; y++ ) {
distances[x][y] = ReadDouble( stream );
}
}
stream.close();
}
void RunSaveTest()
{
width = 15;
height = 15;
distances = new double *[width];
for( int i = 0; i < width; i++ ) {
distances[i] = new double[height];
}
for( int x = 0; x < width; x++ ) {
for( int y = 0; y < height; y++ ) {
distances[x][y] = (double)x / (double)( y + 1 );
std::cout << distances[x][y] << std::endl;
}
}
Save();
}
void RunLoadTest()
{
Load();
for( int x = 0; x < width; x++ ) {
for( int y = 0; y < height; y++ ) {
std::cout << distances[x][y] << std::endl;
}
}
}
int main()
{
RunSaveTest();
// RunLoadTest();
return 0;
}
Ссылка из моего блога: http://www.topbug.net/blog/2013/01/10/load-a-matrix-from-an-ascii-format-file/
Этот фрагмент кода имеет более высокую отказоустойчивость вместо предположения, что все правильно отформатировано.
#include <istream>
#include <string>
#include <sstream>
#include <vector>
// load matrix from an ascii text file.
void load_matrix(std::istream* is,
std::vector< std::vector<double> >* matrix,
const std::string& delim = " \t")
{
using namespace std;
string line;
string strnum;
// clear first
matrix->clear();
// parse line by line
while (getline(*is, line))
{
matrix->push_back(vector<double>());
for (string::const_iterator i = line.begin(); i != line.end(); ++ i)
{
// If i is not a delim, then append it to strnum
if (delim.find(*i) == string::npos)
{
strnum += *i;
if (i + 1 != line.end()) // If it's the last char, do not continue
continue;
}
// if strnum is still empty, it means the previous char is also a
// delim (several delims appear together). Ignore this char.
if (strnum.empty())
continue;
// If we reach here, we got a number. Convert it to double.
double number;
istringstream(strnum) >> number;
matrix->back().push_back(number);
strnum.clear();
}
}
}
// example
#include <fstream>
#include <iostream>
int main()
{
using namespace std;
// read the file
std::ifstream is("input.txt");
// load the matrix
std::vector< std::vector<double> > matrix;
load_matrix(&is, &matrix);
// print out the matrix
cout << "The matrix is:" << endl;
for (std::vector< std::vector<double> >::const_iterator it = matrix.begin(); it != matrix.end(); ++ it)
{
for (std::vector<double>::const_iterator itit = it->begin(); itit != it->end(); ++ itit)
cout << *itit << '\t';
cout << endl;
}
return 0;
}
Не связан с StackOverflow
