C言語で実装するアンチ・コロニー・オプティマイゼーション：蟻コロニー最適化の逆アプローチについて解説

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
// 初期化処理用の関数
void initializeParameters() {
    // パラメータの初期化処理をここに記載
    printf("Parameters initialized.\n");
}
// アルゴリズムの主要処理
void runAlgorithm() {
    // 蟻の経路探索および逆アプローチの処理をここに記載
    printf("Algorithm running...\n");
}
int main(void) {
    // 初期化処理
    initializeParameters();
    // 実際のアルゴリズム処理
    runAlgorithm();
    // 結果出力処理(例)
    printf("Processing complete.\n");
    return 0;
}

Parameters initialized.
Algorithm running...
Processing complete.

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
// 蟻の経路情報を格納する構造体
typedef struct {
    int *path;      // 経路を表す配列
    int length;     // 経路の長さ
} AntPath;
int main(void) {
    int numNodes = 10;
    AntPath ant;
    ant.length = numNodes;
    ant.path = (int *)malloc(numNodes * sizeof(int));
    if (ant.path == NULL) {
        perror("Memory allocation failed");
        exit(EXIT_FAILURE);
    }
    // 経路情報の初期化処理
    for (int i = 0; i < numNodes; i++) {
        ant.path[i] = -1;  // -1は未訪問を示す
    }
    free(ant.path);
    printf("Memory management complete.\n");
    return 0;
}

Memory management complete.

#include <stdio.h>
typedef struct {
    double initialPheromone;
    int iterations;
    double decayRate;
} Parameters;
void initParameters(Parameters *params) {
    params->initialPheromone = 1.0;
    params->iterations = 100;
    params->decayRate = 0.05;
    printf("Parameters set: initialPheromone=%.1f, iterations=%d, decayRate=%.2f\n",
           params->initialPheromone, params->iterations, params->decayRate);
}
int main(void) {
    Parameters params;
    initParameters(&params);
    return 0;
}

Parameters set: initialPheromone=1.0, iterations=100, decayRate=0.05

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#define NUM_NODES 5
// サンプル関数: 次の経路を見つける処理
int findNextNode(int currentNode, double pheromoneMatrix[NUM_NODES][NUM_NODES]) {
    // 簡易的な逆アプローチとして、フェロモン値が低い方を選択
    int nextNode = -1;
    double minPheromone = 1e9;
    for (int i = 0; i < NUM_NODES; i++) {
        if (i == currentNode) continue;
        if (pheromoneMatrix[currentNode][i] < minPheromone) {
            minPheromone = pheromoneMatrix[currentNode][i];
            nextNode = i;
        }
    }
    return nextNode;
}
int main(void) {
    // フェロモン行列のサンプル初期化
    double pheromoneMatrix[NUM_NODES][NUM_NODES] = {
        {0.0, 0.8, 0.6, 0.4, 0.9},
        {0.8, 0.0, 0.7, 0.5, 0.6},
        {0.6, 0.7, 0.0, 0.3, 0.8},
        {0.4, 0.5, 0.3, 0.0, 0.7},
        {0.9, 0.6, 0.8, 0.7, 0.0}
    };
    int currentNode = 0;
    int nextNode = findNextNode(currentNode, pheromoneMatrix);
    printf("Current Node: %d, Next Node: %d\n", currentNode, nextNode);
    return 0;
}

Current Node: 0, Next Node: 3

#include <stdio.h>
#define NUM_ANTS 3
#define NUM_NODES 5
// サンプルデータ構造体: 蟻の経路を管理
typedef struct {
    int path[NUM_NODES];
} Ant;
// サンプル関数: コロニー全体のフェロモン更新処理
void updateColony(Ant colony[NUM_ANTS]) {
    // 各蟻の経路を単純に出力するだけの処理例
    for (int ant = 0; ant < NUM_ANTS; ant++) {
        printf("Ant %d path: ", ant);
        for (int i = 0; i < NUM_NODES; i++) {
            printf("%d ", colony[ant].path[i]);
        }
        printf("\n");
    }
}
int main(void) {
    Ant colony[NUM_ANTS] = {
        {{0, 1, 2, 3, 4}},
        {{0, 2, 1, 4, 3}},
        {{1, 0, 3, 2, 4}}
    };
    updateColony(colony);
    return 0;
}

Ant 0 path: 0 1 2 3 4
Ant 1 path: 0 2 1 4 3
Ant 2 path: 1 0 3 2 4